(57)【要約】  本開示は、熱電デバイスを有する装着型電子デバイスを提供する。装着型電子デバイスは、ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを備えてよい。熱電デバイスは、集熱ユニット、熱電素子、及び排熱ユニットを備えてよい。使用中、熱電素子は、集熱ユニットから熱電素子を通り排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成してよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイと、
前記電子ディスプレイに動作可能に結合された電力管理ユニットと、を備え、
前記電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイス及び前記エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスを備え、前記熱電デバイスは、（ｉ）前記ユーザの身体表面に隣接して置かれ、前記ユーザの前記身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）前記集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）前記熱電素子と熱的に連通し、前記熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットと、を備え、
使用中、前記熱電素子は、前記集熱ユニットから前記熱電素子を通り前記排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成し、前記電力の少なくとも一部は前記エネルギ蓄積デバイスに蓄積される、装着型電子デバイス。
【請求項２】
前記電力管理ユニットと統合される、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約１０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項４】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約２０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項５】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約３０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項６】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約４０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項７】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約６０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項８】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約８０％を提供する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項９】
前記電力管理ユニットは、前記エネルギ蓄積デバイスに充電するための外部電源を供給するための外部電源ユニットをさらに備える、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１０】
前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットを収容するケーシングをさらに備える、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１１】
前記排熱ユニットは、前記ケーシングの側部にある、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１２】
前記ケーシングは、前記集熱ユニットと熱的に連通する、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１３】
前記ケーシングは、前記排熱ユニットと熱的に連通する、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１４】
前記ケーシングは、前記集熱ユニット及び前記排熱ユニットの両方と熱的に連通する、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１５】
前記ケーシングは、実質的に防水又は耐水である、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１６】
前記ケーシングはラグを備える、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１７】
前記ラグは、前記排熱ユニットと熱的に連通する、請求項１６に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１８】
前記ラグは熱を放散する、請求項１６に記載の装着型電子デバイス。
【請求項１９】
前記ラグは熱を放散しない、請求項１６に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２０】
前記ケーシングは、底面サブアセンブリをさらに備える、請求項１０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２１】
前記底面サブアセンブリは、伝導板を備える、請求項２０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２２】
前記底面サブアセンブリは、前記熱電素子を備える、請求項２０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２３】
前記底面サブアセンブリは、伝導裏板を備える、請求項２０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２４】
使用中、前記伝導裏板は、前記ユーザの前記身体と熱的に連通する、請求項２３に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２５】
前記底面サブアセンブリは、前記ケーシングに嵌め込まれる、請求項２０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２６】
前記底面サブアセンブリはネジ山を備え、前記底面アセンブリは前記ケーシングに螺入される、請求項２０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２７】
前記ネジ山は熱伝導性である、請求項２６に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２８】
前記排熱ユニットは、１又は複数の熱シンクを含む、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項２９】
前記１又は複数の熱シンクは熱フィンである、請求項２８に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３０】
前記熱電素子と前記排熱ユニットとの間の熱的連通は、少なくとも１つの熱パイプによって提供される、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３１】
前記熱電素子と前記排熱ユニットとの間の熱的連通は、熱スプレッダ板によって提供される、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３２】
前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットに動作可能に結合された制御ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは、前記ユーザインタフェースにおける前記情報の表示を統制する、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３３】
時計である、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３４】
前記ユーザインタフェースはグラフィカルユーザインタフェースである、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３５】
前記ユーザインタフェースはアナログユーザインタフェースである、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３６】
前記電力管理ユニットは、前記ユーザの前記身体表面に前記電子ディスプレイを固定するクラスプに含まれる、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３７】
前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットに動作可能に結合され、電気的に連通するフレキシブル回路をさらに備える、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３８】
前記フレキシブル回路はフレキシブルプリント回路である、請求項３７に記載の装着型電子デバイス。
【請求項３９】
前記フレキシブル回路はフレキシブルフラットケーブルである、請求項３７に記載の装着型電子デバイス。
【請求項４０】
前記エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する１又は複数の発電ユニットをさらに備える、請求項１に記載の装着型電子デバイス。
【請求項４１】
前記１又は複数の発電ユニットは、太陽電池、誘導結合ユニット、無線周波結合ユニット、及びキネティック発電ユニットから成るグループから選択される、請求項４０に記載の装着型電子デバイス。
【請求項４２】
装着型電子デバイスを使用するための方法であって、
（ａ）ａ．ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイと、
ｂ．前記電子ディスプレイと動作可能に結合され、エネルギ蓄積デバイス及び前記エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスを備える電力管理ユニットであって、前記熱電デバイスは（ｉ）前記ユーザの身体表面に隣接して置かれ、前記ユーザの前記身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）前記集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）前記熱電素子と熱的に連通し、前記熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットとを備える、電力管理ユニットと、を備える装着型電子デバイスを作動させることと、
（ｂ）前記熱電素子を用いて、前記集熱ユニットから前記熱電素子を通り前記排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成することであって、前記電力の少なくとも一部は、前記エネルギ蓄積デバイスに蓄積されることと、を含む方法。
【請求項４３】
前記装着型電子デバイスは、前記電力管理ユニットと統合される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約１０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約２０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約３０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約４０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約６０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４９】
前記電力管理ユニットは、前記装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約８０％を提供する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記電力管理ユニットは、前記エネルギ蓄積デバイスに充電するための外部電源を供給するための外部電源ユニットをさらに備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】
前記装着型電子デバイスは、前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットを収容するケーシングを備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】
前記排熱ユニットは、前記ケーシングの側部にある、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記ケーシングは、前記集熱ユニットと熱的に連通する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記ケーシングは、前記排熱ユニットと熱的に連通する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記ケーシングは、前記集熱ユニット及び前記排熱ユニットの両方と熱的に連通する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記ケーシングは、実質的に防水又は耐水である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
前記ケーシングはラグを備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記ラグは、前記排熱ユニットと熱的に連通する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記ラグは熱を放散する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記ラグは熱を放散しない、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記ケーシングは、底面サブアセンブリをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項６２】
前記底面サブアセンブリは、伝導板を備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記底面サブアセンブリは、前記熱電素子を備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記底面サブアセンブリは、伝導裏板を備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
使用中、前記伝導裏板は、前記ユーザの前記身体と熱的に連通する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記底面サブアセンブリは、前記ケーシングに嵌め込まれる、請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
前記底面サブアセンブリはネジ山を備え、前記底面アセンブリは前記ケーシングに螺入される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６８】
前記ネジ山は熱伝導性である、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記排熱ユニットは、１又は複数の熱シンクを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項７０】
前記１又は複数の熱シンクは熱フィンである、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記熱電素子と前記排熱ユニットとの間の熱的連通は、少なくとも１つの熱パイプによって提供される、請求項４２に記載の方法。
【請求項７２】
前記熱電素子と前記排熱ユニットとの間の熱的連通は、熱スプレッダ板によって提供される、請求項４２に記載の方法。
【請求項７３】
前記装着型電子デバイスは、前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットに動作可能に結合された制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、前記ユーザインタフェースにおける前記情報の表示を統制する、請求項４２に記載の方法。
【請求項７４】
前記装着型電子デバイスは時計である、請求項４２に記載の方法。
【請求項７５】
前記ユーザインタフェースはグラフィカルユーザインタフェースである、請求項４２に記載の方法。
【請求項７６】
前記ユーザインタフェースはアナログユーザインタフェースである、請求項４２に記載の方法。
【請求項７７】
前記電力管理ユニットは、前記ユーザの前記身体表面に前記電子ディスプレイを固定するクラスプに含まれる、請求項４２に記載の方法。
【請求項７８】
前記装着型電子デバイスは、前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットに動作可能に結合され、電気的に連通するフレキシブル回路を備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項７９】
前記フレキシブル回路はフレキシブルプリント回路である、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記フレキシブル回路はフレキシブルフラットケーブルである、請求項７８に記載の方法。
【請求項８１】
前記装着型電子デバイスは、前記エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する１又は複数の発電ユニットをさらに備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項８２】
前記１又は複数の発電ユニットは、太陽電池、誘導結合ユニット、無線周波結合ユニット、及びキネティック発電ユニットから成るグループから選択される、請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
装着型電子デバイスを製造するための方法であって、（ｉ）ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイを組み立てることと、（ｉｉ）前記電力管理ユニットを組み立て、前記装着型電子デバイスを産出することと、を含み、
前記電力管理ユニットは、前記電子ディスプレイに動作可能に結合され、前記電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスと、前記エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスと、を備え、前記熱電デバイスは、（ｉ）前記ユーザの身体表面に隣接して置かれ、前記ユーザの前記身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）前記集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）前記熱電素子と熱的に連通し、前記熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットと、を備え、
前記装着型デバイスは、使用中、前記熱電素子が、前記集熱ユニットから前記熱電素子を通り前記排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成するように構成され、前記電力の少なくとも一部は前記エネルギ蓄積デバイスに蓄積される、方法。
【請求項８４】
前記装着型電子デバイスは、前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットを収容するケーシングを備える、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記ケーシングは上面及び底面を備え、前記電子ディスプレイは、前記ケーシングの前記上面に隣接して配置される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットは、前記ケーシングの前記上面から前記ケーシング内に装填される、請求項８４に記載の方法。
【請求項８７】
前記電子ディスプレイ及び前記電力管理ユニットは、前記ケーシングの前記底面から前記ケーシング内に装填される、請求項８４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［0001］  本出願は、各々が参照によってその全体を本願に組み込まれる、２０１６年５月３日に出願された米国特許仮出願第６２／３３１，４０４号、２０１６年１０月１３日に出願された米国特許仮出願第６２／４０８，０１５号、及び２０１６年１１月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／４２１，１２０号に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
［0002］  主要燃料源として石油を必要とする熱機関によって、世界中で毎年１５テラワットを超える熱が周囲環境から失われている。これは、これらの機関が石油の化学エネルギの約３０％〜４０％しか有効作業に変換できないことが理由である。排熱の発生は、熱力学第２法則の不可避的結果である。
【０００３】
［0003］  「熱電効果」という用語は、ゼーベック効果、ペルチェ効果、及びトムソン効果を包含する。熱電効果に基づくソリッドステート冷却及び発電は一般に、発電及び熱ポンピングにゼーベック効果又はペルチェ効果を利用する。しかし、そのような従来の熱電デバイスの有用性は一般に、（冷凍アプリケーションに関する）低い動作係数（ＣＯＰ）又は（発電アプリケーションに関する）低効率によって制限される。
【０００４】
［0004］  熱電デバイス性能は、いわゆる熱電性能指数Ｚ＝Ｓ２σ／ｋによって求められてよく、式中、「Ｓ」はゼーベック係数であり、「σ」は導電率であり、「ｋ」は熱伝導率である。Ｚは一般に、熱デバイスのＣＯＰ及び効率の指標として用いられ、すなわちＣＯＰはＺに対応して変化する。無次元性能指数ＺＴは、熱電デバイス性能を数値化するために用いられてよく、「Ｔ」は、デバイスの高温側面及び低温側面の平均温度であってよい。
【０００５】
［0005］  従来の半導体熱電冷却器のアプリケーションは、他の冷凍技術に優る多くの利点を提供するにもかかわらず、低い性能指数の結果、かなり限定される。冷却に関し、性能指数が小さい従来の熱電材料で作られた熱電デバイスの低効率により、それらのアプリケーションは、効率の良い熱電冷却をもたらす点において限定される。
【発明の概要】
【０００６】
［0006］  現在利用可能な熱電デバイスが存在するが、本明細書において、そのような熱電デバイスに関する様々な欠点が認識される。例えば現在利用可能ないくつかの熱電デバイスは可撓性ではなく、様々な形状の物体に一致することができないので、熱伝達のために表面積を最大化することが困難である。別の例として、現在利用可能ないくつかの熱電デバイスは非常に大きな厚みがあり、より小型の熱電デバイスを必要とする電子デバイスにおける使用に適さない。
【０００７】
［0007］  一態様において、装着型電子デバイスは、ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイと、電子ディスプレイに動作可能に結合された電力管理ユニットとを備え、電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスと、エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスとを備え、熱電デバイスは、（ｉ）ユーザの身体表面に隣接して置かれ、ユーザの身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）熱電素子と熱的に連通し、熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットと、を備え、使用中、熱電素子は、集熱ユニットから熱電素子を通り排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成し、電力の少なくとも一部は、エネルギ蓄積デバイスに蓄積される。
【０００８】
［0008］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電力管理ユニットに統合される。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約１０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約２０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約３０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約４０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約６０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約８０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスに充電するための外部電源を供給するための外部電源ユニットをさらに備える。
【０００９】
［0009］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを収容するケーシングをさらに備える。いくつかの実施形態において、排熱ユニットは、ケーシングの側部にある。いくつかの実施形態において、ケーシングは、集熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは、排熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは、集熱ユニット及び排熱ユニットの両方と熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは実質的に防水又は耐水である。
【００１０】
［0010］  いくつかの実施形態において、ケーシングはラグを備える。いくつかの実施形態において、ラグは排熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ラグは熱を放散する。いくつかの実施形態において、ラグは熱を放散しない。
【００１１】
［0011］  いくつかの実施形態において、ケーシングは、底面サブアセンブリをさらに備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは伝導板を備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは熱電素子を備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは伝導裏板を備える。いくつかの実施形態において、使用中、伝導裏板は、ユーザの身体と熱的に連通する。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリはケーシングに嵌め込まれる。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリはネジ山を備え、ケーシングに螺入される。いくつかの実施形態において、ネジ山は熱伝導性である。
【００１２】
［0012］  いくつかの実施形態において、排熱ユニットは、１又は複数の熱シンクを含む。いくつかの実施形態において、１又は複数の熱シンクは熱フィンである。いくつかの実施形態において、熱電素子と排熱ユニットとの間の熱的連通は、少なくとも１つの熱パイプによって提供される。いくつかの実施形態において、熱電素子と排熱ユニットとの間の熱的連通は、熱スプレッダ板によって提供される。
【００１３】
［0013］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットに動作可能に結合された制御ユニットをさらに備え、制御ユニットは、ユーザインタフェースにおける情報の表示を統制する。いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは時計である。いくつかの実施形態において、ユーザインタフェースはグラフィカルユーザインタフェースである。いくつかの実施形態において、ユーザインタフェースはアナログユーザインタフェースである。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、ユーザの身体表面に電子ディスプレイを固定するクラスプに含まれる。いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットに動作可能に結合され、電気的に連通するフレキシブル回路をさらに備える。いくつかの実施形態において、フレキシブル回路はフレキシブルプリント回路である。いくつかの実施形態において、フレキシブル回路はフレキシブルフラットケーブルである。
【００１４】
［0014］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する１又は複数の発電ユニットをさらに備える。いくつかの実施形態において、１又は複数の発電ユニットは、太陽電池、誘導結合ユニット、無線周波結合ユニット、及びキネティック発電ユニットから成るグループから選択される。
【００１５】
［0015］  一態様において、装着型電子デバイスを使用するための方法は、装着型電子デバイスを作動させることであって、ここで装着型電子デバイスは、ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイと、電子ディスプレイに動作可能に結合された電力管理ユニットと、を備え、電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスと、エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスと、を備え、熱電デバイスは、（ｉ）ユーザの身体表面に隣接して置かれ、ユーザの身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）熱電素子と熱的に連通し、熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットと、を備えることと、熱電素子を用いて、集熱ユニットから熱電素子を通り排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成することであって、電力の少なくとも一部はエネルギ蓄積デバイスに蓄積されることと、を含む。
【００１６】
［0016］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電力管理ユニットに統合される。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約１０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約２０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約３０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約４０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約６０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約８０％を提供する。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスに充電するための外部電源を供給するための外部電源ユニットをさらに備える。
【００１７】
［0017］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを収容するケーシングをさらに備える。いくつかの実施形態において、排熱ユニットは、ケーシングの側部にある。いくつかの実施形態において、ケーシングは、集熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは、排熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは、集熱ユニット及び排熱ユニットの両方と熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ケーシングは実質的に防水又は耐水である。
【００１８】
［0018］  いくつかの実施形態において、ケーシングはラグを備える。いくつかの実施形態において、ラグは排熱ユニットと熱的に連通する。いくつかの実施形態において、ラグは熱を放散する。いくつかの実施形態において、ラグは熱を放散しない。
【００１９】
［0019］  いくつかの実施形態において、ケーシングは、底面サブアセンブリをさらに備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは伝導板を備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは熱電素子を備える。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリは伝導裏板を備える。いくつかの実施形態において、使用中、伝導裏板は、ユーザの身体と熱的に連通する。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリはケーシングに嵌め込まれる。いくつかの実施形態において、底面サブアセンブリはネジ山を備え、ケーシングに螺入される。いくつかの実施形態において、ネジ山は熱伝導性である。
【００２０】
［0020］  いくつかの実施形態において、排熱ユニットは、１又は複数の熱シンクを含む。いくつかの実施形態において、１又は複数の熱シンクは熱フィンである。いくつかの実施形態において、熱電素子と排熱ユニットとの間の熱的連通は、少なくとも１つの熱パイプによって提供される。いくつかの実施形態において、熱電素子と排熱ユニットとの間の熱的連通は、熱スプレッダ板によって提供される。
【００２１】
［0021］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットに動作可能に結合された制御ユニットをさらに備え、制御ユニットは、ユーザインタフェースにおける情報の表示を統制する。いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは時計である。いくつかの実施形態において、ユーザインタフェースはグラフィカルユーザインタフェースである。いくつかの実施形態において、ユーザインタフェースはアナログユーザインタフェースである。いくつかの実施形態において、電力管理ユニットは、ユーザの身体表面に電子ディスプレイを固定するクラスプに含まれる。いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットに動作可能に結合され、電気的に連通するフレキシブル回路をさらに備える。いくつかの実施形態において、フレキシブル回路はフレキシブルプリント回路である。いくつかの実施形態において、フレキシブル回路はフレキシブルフラットケーブルである。
【００２２】
［0022］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する１又は複数の発電ユニットをさらに備える。いくつかの実施形態において、１又は複数の発電ユニットは、太陽電池、誘導結合ユニット、無線周波結合ユニット、及びキネティック発電ユニットから成るグループから選択される。
【００２３】
［0023］  一態様において、装着型電子デバイスを製造するための方法は、（ｉ）ユーザに情報を表示するためのユーザインタフェースを有する電子ディスプレイを組み立てることと、（ｉｉ）電力管理ユニットを組み立て、前記装着型電子デバイスを産出することとを備え、電力管理ユニットは、電子ディスプレイに動作可能に結合され、電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイスと、エネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する少なくとも１つの熱電デバイスとを備え、熱電デバイスは、（ｉ）ユーザの身体表面に隣接して置かれ、ユーザの身体表面から熱エネルギを収集する集熱ユニットと、（ｉｉ）集熱ユニットと熱的に連通する熱電素子と、（ｉｉｉ）熱電素子と熱的に連通し、熱電素子から熱エネルギを排出する排熱ユニットと、を備え、装着型デバイスは、使用中、熱電素子が、集熱ユニットから熱電素子を通り排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成するように構成され、電力の少なくとも一部は、エネルギ蓄積デバイスに蓄積される。
【００２４】
［0024］  いくつかの実施形態において、装着型電子デバイスは、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを収容するケーシングを備える。いくつかの実施形態において、ケーシングは上面及び底面を備え、電子ディスプレイは、ケーシングの上面に隣接して配置される。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットは、ケーシングの上面からケーシング内に装填される。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットは、ケーシングの底面からケーシング内に装填される。
【００２５】
［0025］  本開示の追加の態様及び利点は、当業者には、本開示の例示的な実施形態のみが示され説明される以下の詳細な説明から容易に明らかになる。理解されるように、本開示は、他の様々な実施形態を受け入れ、そのいくつかの細部は、様々な明らかな点における変更を受け入れるものであり、それら全ては本開示から逸脱しない。従って図面及び説明は、本質的に例示的であるとみなすべきであり、限定的であるとみなすべきではない。
【００２６】
［0026］  本明細書において言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、各個々の刊行物、特許、又は特許出願が個々に明確に参照によって組み込まれると示された場合と同じ範囲において、参照によって本願に組み込まれるものである。
【００２７】
［0027］  本発明の新規特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載される。本発明の特徴及び利点のより深い理解は、本発明の原理が利用され例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明、及び（本明細書において「図面」及び「図」とも称される）添付図面を参照することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】［0028］本開示の実施形態に係る装着型デバイスの分解図を示す。
【図２】［0029］本開示の実施形態に係る、図１の装着型デバイスの断面図を示す。
【図３Ａ】［0030］図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの上面図である。
【図３Ｂ】図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの等角図である。
【図３Ｃ】図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの右側面図である。
【図３Ｄ】図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの正面図である。
【図３Ｅ】図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの底面図である。
【図４Ａ】［0031］図１の装着型デバイスのケースバック導体の上面図である。
【図４Ｂ】図１の装着型デバイスのケースバック導体の等角図である。
【図４Ｃ】図１の装着型デバイスのケースバック導体の側面図である。
【図４Ｄ】図１の装着型デバイスのケースバック導体の底面図である。
【図５Ａ】［0032］図１の装着型デバイスの上面図である。
【図５Ｂ】図１の装着型デバイスの左側面図である。
【図５Ｃ】図１の装着型デバイスの底面図である。
【図６】［0033］複数の素子を有する熱電デバイスを示す。
【図７】［0034］本開示の実施形態に係る、熱電素子の略斜視図である。
【図８】［0035］本開示の実施形態に係る、図７の熱電素子の略上面図である。
【図９】［0036］本開示の実施形態に係る、図７及び図８の熱電素子の略側面図である。
【図１０】［0037］本開示の実施形態に係る、熱電素子の略斜視図である。
【図１１】［0038］本開示の実施形態に係る、図１０の熱電素子の略上面図である。
【図１２】［0039］本開示の実施形態に係る、ワイヤアレイを有する素子を備える熱電デバイスの略斜視図である。
【図１３】［0040］本開示の実施形態に係る、ホールアレイを有する素子を備える熱電デバイスの略斜視図である。
【図１４】［0041］本開示の実施形態に係る、ベクトルＶに対して垂直に配向されたホールアレイを有する素子を備える熱電デバイスの略斜視図である。
【図１５】［0042］複数の熱電素子を備える可撓性熱電デバイスを製造するための方法を模式的に示す。
【図１６】［0043］例えば本開示の熱電デバイスの形成を容易にする、本開示の方法及びシステムを実現するようにプログラム又は構成されたコンピュータシステムを示す。
【図１７】［0044］本開示の実施形態に係る装着型デバイスの分解図を示す。
【図１８Ａ】［0045］図１７の装着型デバイスの上面図である。
【図１８Ｂ】図１７の装着型デバイスの斜視図である。
【図１８Ｃ】図１７の装着型デバイスの正面図である。
【図１８Ｄ】図１７の装着型デバイスの側面図である。
【図１９Ａ】［0046］図１７の装着型デバイスの側面断面図である。
【図１９Ｂ】図１７の装着型デバイスの正面図である。
【図２０Ａ】［0047］熱シンクフィンを有する図１７の装着型デバイスの斜視図である。
【図２０Ｂ】熱シンクフィンを有する図１７の装着型デバイスの側面図である。
【図２０Ｃ】熱シンクフィンを有さない図１７の装着型デバイスの側面図である。
【図２１Ａ】［0048］本開示の実施形態に係る装着型デバイスの側面断面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａにおいて断面を示す装着型デバイスの正面図である。
【図２２】［0049］図２１Ａの装着型デバイスの斜視図である。
【図２３Ａ】［0050］図２１Ａの装着型デバイスの斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａに対応する詳細図である。
【図２４】［0051］図２１Ａの装着型デバイスの拡大側面図である。
【図２５Ａ】［0052］図２１Ａの装着型デバイスの斜視図である。
【図２５Ｂ】図２１Ａの装着型デバイスの側面図である。
【図２６Ａ】［0053］図２１Ａの装着型デバイスの代替実施形態の斜視図である。
【図２６Ｂ】図２１Ａの装着型デバイスの代替実施形態の側面図である。
【図２７Ａ】［0054］図１の装着型デバイスの代替実施形態の斜視図である。
【図２７Ｂ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の背面図である。
【図２７Ｃ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の上面図である。
【図２７Ｄ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の左側面図である。
【図２７Ｅ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の正面図である。
【図２７Ｆ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の右側面図である。
【図２７Ｇ】図１の装着型デバイスの代替実施形態の底面図である。
【図２８Ａ】［0055］典型的なトップローディング装着型デバイスの上面図である。
【図２８Ｂ】典型的なトップローディング装着型デバイスの部品の断面図である。
【図２８Ｃ】典型的なトップローディング装着型デバイスの分解図である。
【図２９Ａ】［0056］トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の上面図である。
【図２９Ｂ】トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の部品の断面図である。
【図２９Ｃ】トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の分解図である。
【図３０Ａ】［0057］トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の上面図である。
【図３０Ｂ】トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の部品の断面図である。
【図３０Ｃ】トップローディング装着型デバイスの代替実施形態の分解図である。
【図３１Ａ】［0058］典型的なボトムローディング装着型デバイスの上面図である。
【図３１Ｂ】典型的なボトムローディング装着型デバイスの部品の断面図である。
【図３１Ｃ】典型的なボトムローディング装着型デバイスの分解図である。
【図３２Ａ】［0059］ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態の上面図である。
【図３２Ｂ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態の部品の断面図である。
【図３２Ｃ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態の分解図である。
【図３２Ｄ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態のエレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリの分解図である。
【図３２Ｅ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態のケース底面サブアセンブリの分解図である。
【図３３Ａ】［0060］ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態の上面図である。
【図３３Ｂ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態の部品の断面図である。
【図３３Ｃ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態のフルアセンブリの分解図である。
【図３３Ｄ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態のエレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリの分解図である。
【図３３Ｅ】ボトムローディング装着型デバイスの代替実施形態のケース底面サブアセンブリの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［0061］  本発明の様々な実施形態が本明細書において示され説明されるが、当業者には、そのような実施形態が例として提供されたものにすぎないことが明らかである。本発明から逸脱することなく、数多の変形例、変更例、及び代替例が当業者には想起され得る。本明細書で説明される本発明の実施形態への様々な代替物が利用され得ることを理解すべきである。
【００３０】
［0062］  「ナノ構造」という用語は本明細書で用いられる場合、第１の軸に沿って約１マイクロメートル（「ミクロン」）未満の第１の寸法（例えば幅）を有するサイズの構造を一般に指す。第１の軸に直交する第２の軸に沿って、そのようなナノ構造は、数ナノメートル以下から数ミクロン、数ミリメートル、又はそれ以上の第２の寸法を有してよい。場合によっては、寸法（例えば幅）は、約１０００ナノメートル（「ｎｍ」）未満、又は約５００ｎｍ未満、又は約１００ｎｍ未満、又は約５０ｎｍ未満、又はそれより小さい。ナノ構造は、基板材料に形成されたホールを含んでよい。ホールは、ホールのアレイを有するメッシュを形成してよい。他の場合、ナノ構造は、例えばワイヤ、円柱、又は箱状の構造など、棒状の構造を含んでよい。棒状の構造は、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、又は他の断面を有してよい。
【００３１】
［0063］  「ナノホール」という用語は本明細書で用いられる場合、約１０００ナノメートル（「ｎｍ」）以下、又は約５００ｎｍ以下、又は約１００ｎｍ以下、又は約５０ｎｍ以下、又はそれより小さい幅又は径を有する、充填又は非充填ホールを一般に指す。金属、半導体、又は絶縁材料で充填されたナノホールは、「ナノインクルージョン」と称され得る。
【００３２】
［0064］  「ナノワイヤ」という用語は本明細書で用いられる場合、約１００ｎｍ以下、又は約５００ｎｍ以下、又は約１００ｎｍ以下、又は約５０ｎｍ以下、又はそれより小さい幅又は径を有するワイヤ又は他の細長構造を一般に指す。
【００３３】
［0065］  「ｎ型」という用語は本明細書で用いられる場合、ｎ型ドーパントを化学的ドープ（「ドープ」）された材料を一般に指す。例えばシリコンは、亜リン酸又はヒ素を用いてｎ型ドープされ得る。
【００３４】
［0066］  「ｐ型」という用語は本明細書で用いられる場合、ｐ型ドーパントをドープされた材料を一般に指す。例えばシリコンは、ホウ素又はアルミニウムを用いてｐ型ドープされ得る。
【００３５】
［0067］  「金属」という用語は本明細書で用いられる場合、金属特性を示す物質を一般に指す。金属材料は、１又は複数の元素金属を含んでよい。
【００３６】
［0068］  「単分散」という用語は本明細書で用いられる場合、互いに類似した形状、サイズ（例えば幅、断面積、体積）、又は分布（例えば最近接間隔、中心間隔）を有する特徴を一般に指す。いくつかの例において、単分散特徴（例えばホール、ワイヤ）は、最大約２０％、１５％、１０％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、又は０．１％だけ互いにずれた形状又はサイズを有する。場合によっては、単分散特徴は実質的単分散である。
【００３７】
［0069］  「エッチング材料」という用語は本明細書で用いられる場合、エッチング材料に隣接した基板（例えば半導体基板）のエッチングを容易にする材料を一般に指す。いくつかの例において、エッチング材料は、エッチング材料が酸化剤及び化学エッチング剤に触れると基板のエッチングに触媒作用を及ぼす。
【００３８】
［0070］  「エッチング層」という用語は本明細書で用いられる場合、エッチング材料を備える層を一般に指す。材料の例は、銀、白金、クロム、モリブデン、タングステン、オスミウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、銅、ニッケル、及び他の材料（例えば貴金属）、又はこれらの任意の組み合わせ、又は、例えば銅、ニッケル、又はこれらの組み合わせなど、化学的酸化剤の分解に触媒作用を及ぼし得る任意の非貴金属を含む。
【００３９】
［0071］  「エッチング阻止材料」という用語は本明細書で用いられる場合、エッチング阻止材料に隣接した基板のエッチングを阻止又は妨害する材料を一般に指す。エッチング阻止材料は、エッチング材料に関連する基板エッチング速度に関して低減、場合によっては大幅に低減された基板エッチング速度を提供し得る。「エッチング阻止層」という用語は本明細書で用いられる場合、エッチング阻止材料を備える層を一般に指す。エッチング阻止材料は、エッチング材料のエッチング速度よりも低いエッチング速度を有してよい。
【００４０】
［0072］  「反応空間」という用語は本明細書で用いられる場合、熱電デバイス又は熱電デバイスの構成要素の形成に適した任意の環境を一般に指す。反応空間は、基板に隣接した材料膜又は薄膜の堆積、あるいは材料膜又は薄膜の物理特性の測定に適し得る。反応空間は、複数のチャンバを有するシステム内のチャンバであり得るチャンバを含んでよい。システムは、複数の流体的に分離（又は隔離）されたチャンバを含んでよい。システムは、各反応空間が他の反応空間から流体的に分離された、複数の反応空間を含んでよい。反応空間は、基板又は基板に隣接して形成された薄膜における測定を行うために適し得る。
【００４１】
［0073］  「電流密度」という用語は本明細書で用いられる場合、例えば基板の断面などの断面の単位面積ごとの電流を一般に指す。いくつかの例において、電流密度は、半導体基板の表面の単位面積ごとの電流である。
【００４２】
［0074］  「隣接した」又は「〜に隣接した」という用語は本明細書で用いられる場合、「次にある」、「隣の」、「接触した」、及び「近接した」を含む。いくつかの例において、隣接した構成要素は、１又は複数の介在層によって互いに分離される。１又は複数の介在層は、約１０マイクロメートル（「ミクロン」）未満、約１ミクロン未満、約５００ナノメートル（「ｎｍ」）未満、約１００ｎｍ未満、約５０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、約１ｎｍ未満、約０．５ｎｍ未満、又はそれより小さい厚さを有してよい。例えば、第２の層に隣接した第１の層は、第２の層と直接接触してよい。他の例として、第２の層に隣接した第１の層は、少なくとも第３の層によって第２の層から分離され得る。
熱電モジュールを有する装着型デバイス
【００４３】
［0075］  本開示の他の態様は、少なくとも１つの熱電モジュール又はユニットを有する装着型電子デバイス（例えば時計）を提供する。そのような熱電モジュール又はユニットは、装着型電子デバイスによって用いる電力の少なくとも一部又は全部を提供するために用いられ得る。電子デバイスは、例えばスマートウォッチなどの時計であってよい。熱電モジュール又はユニットは可撓性であってよい。
【００４４】
［0076］  装着型電子デバイスは、ユーザの様々な身体部位に装着可能であってよい。例えば装着型電子デバイスは、ユーザの腕、手、手首、足、足首、又は首、あるいはユーザによって着用する衣料品又は他の物体に装着可能であってよい。装着型電子デバイスは、実質的に防水又は耐水であってよい。場合によっては、装着型電子デバイスは、耐水であるが防水でなくてもよい。
【００４５】
［0077］  装着型電子デバイスは、１又は複数の熱電デバイス、及び場合によっては、例えば電池などのエネルギ蓄積デバイスを含む電力管理ユニットを含んでよい。電池は、固体電池（例えばリチウムイオン電池）であってよい。
【００４６】
［0078］  装着型電子デバイスは、ユーザインタフェースを含んでよい。ユーザインタフェースは、デジタル又はアナログユーザインタフェースであってよい。ユーザインタフェースは、グラフィカルユーザインタフェースであってよい。
【００４７】
［0079］  装着型電子デバイスは、１又は複数の熱電デバイスによって充電され得る。１又は複数の熱電デバイスは、装着型電子デバイスの電力要件の少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、又はそれ以上を提供してよい。装着型電子デバイスは、１又は複数の外部又は代替エネルギ源によって充電され得る。装着型電子デバイスは、熱電デバイス及び代替エネルギ源の両方によって充電され得る。装着型電子デバイスは、熱電デバイス及び外部エネルギ源の両方によって充電され得る。外部又は代替エネルギ源は、有線充電、誘導充電、無線周波（ＲＦ）充電、ソーラ充電、及びキネティック充電を含んでよい。装着型電子デバイスは、装着型電子デバイスの電力管理ユニットに直接取り付けられる充電コネクタを用いて少なくとも部分的に充電され得る。装着型電子デバイスは、電力管理ユニットと電気的に連通する誘導ユニットを用いて少なくとも部分的に充電され得る。誘導ユニットは、外部磁界と結合すると、電力管理ユニット及び／又はエネルギ蓄積デバイスのための電力を生成してよい。装着型電子デバイスは、電力管理ユニットと電気的に連通するＲＦ充電ユニットを用いて少なくとも部分的に充電され得る。ＲＦ充電ユニットは、ＲＦ伝送器と結合すると、電力管理ユニット及び／又はエネルギ蓄積デバイスのための電力を生成してよい。装着型電子デバイスは、電力管理ユニットと電気的に連通する太陽電池を用いて少なくとも部分的に充電され得る。太陽電池は、光に触れると、電力管理ユニット及び／又はエネルギ蓄積デバイスのための電力を生成してよい。装着型電子デバイスは、電力管理ユニットと電気的に連通するキネティック発電ユニットを用いて少なくとも部分的に充電され得る。キネティック発電ユニットは、ユーザの身体が動くと、電力管理ユニット及び／又はエネルギ蓄積デバイスのための電力を生成してよい。
【００４８】
［0080］  装着型デバイスは、１又は複数の集熱ユニット、１又は複数の熱電素子、及び１又は複数の排熱ユニットを含んでよい。１又は複数の集熱ユニットは、装着型デバイスを身に着けた時にユーザの身体表面に隣接して置かれてよく、ケースバック導体、及び上体熱導体板、下体熱導体板、及び１又は複数の身体熱導体ノードを備えてよい。１又は複数の熱電素子は、１又は複数の集熱ユニットと熱的に連通してよい。１又は複数の熱電素子は、１又は複数の排熱ユニットとも熱的に連通してよい。熱電素子と排熱ユニットとの間の熱的連通は、熱パイプ、蒸気チャンバ、熱スプレッダ板、又はこれらの組み合わせによって提供され得る。１又は複数の排熱ユニットは、１又は複数の熱電素子から熱エネルギを排出してよく、ケーストップ熱シンク、上面熱シンク、底面熱シンク、及び１又は複数の外部熱シンクノードを備えてよい。
【００４９】
［0081］  以下、全体を通して同様の番号が同様の部品を示す図面が参照される。図面及び図内の特徴は必ずしも一定の縮尺ではないことが理解される。
【００５０】
［0082］  図１は、装着型デバイス１００の分解図を示す。図示された例における装着型デバイス１００は、時計である。装着型デバイス１００は、トップガラス１０１、ディスプレイ保持具１０２、電子ディスプレイ１０３、主要プリント回路基板（ＰＣＢ）１０４、電池１０５、保持リング１０６、１又は複数のスタンドオフ１０７、１又は複数のキャプティブナット１０８、ケーストップ熱シンク１０９、１又は複数のばね棒１１０、時計ボタン１１１、ボタンばね１１２、インシュレータスペーサ１１３、フレキシブルプリント回路１１４、１又は複数の熱電発電器（ＴＥＧ）１１５、振動モータ（ＶＩＢ）１１６、インシュレータリング１１７、１又は複数の化粧ネジ１１８、ケースバック導体１１９、及び１又は複数の組付けネジ１２０の１又は複数を含んでよい。ＴＥＧ１１５は、本明細書で説明される任意の熱電モジュール又は熱電材料であってよい。
【００５１】
［0083］  １又は複数のＴＥＧ１１５は、熱伝導媒体を介してケーストップ熱シンク１０９と熱的に連通してよい。いくつかの例において、１又は複数のＴＥＧ１１５は、少なくとも１つの熱パイプ又は蒸気チャンバを介してケーストップ熱シンク１０９と熱的に連通してよい。熱パイプ又は蒸気チャンバは、バルク熱導体よりも効率的にＴＥＧ１１５から熱エネルギを排出するために機能してよい。
【００５２】
［0084］  装着型デバイス１００は、例えばユーザの手などユーザの身体部位に連結され得る。使用中、熱エネルギは、装着型デバイス１００の高温側面からＴＥＧ１１５を通って装着型デバイス１００の低温側面へ流れてよい。熱エネルギが流れると、ＴＥＧ１１５は、電池１０５に電気エネルギとして蓄積され、主要ＰＣＢ１０４へ向けられ、及び／又は電子ディスプレイ１０３によって用いられ得る電力を生成してよい。
【００５３】
［0085］  主要ＰＣＢ１０４は、１又は複数の中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含んでよい。ＣＰＵは、例えば時間、電子メール、又は通知などの情報をユーザに提示するための電子ディスプレイ１０３に結合され得る。
【００５４】
［0086］  トップガラス１０１は、例えばレンズなど画像を拡大する材料で形成され得る。時計レンズは、ケーストップ熱シンク１０９の上部の凹溝に取り付けられ得る透明ガラス又はプラスチック部品であってよい。時計レンズは、アセンブリの上面を覆い、ケーストップの内側に内部部品を保持してよい。塗料、デカール、シルクスクリーン、パッド転写などを用いて、特定の内部部品を選択的に露出させ、又は覆い隠すマスクが作られ得る。
【００５５】
［0087］  ディスプレイ保持具１０２は、ディスプレイ保持具１０２が電子ディスプレイ１０３の外周を相補的に受け入れることを可能にする切抜き部を有してよい。ディスプレイ保持具１０２の外周もまた、ケーストップ熱シンク１０９におけるキー特徴と合致することによって相補的に受け入れられるように切込みを有してよい。組立て時、これによってディスプレイ保持具１０２は、時計レンズ１０１の上面と平行な平面に電子ディスプレイ１０３を位置付け固定することができる。
【００５６】
［0088］  電子ディスプレイ１０３は、グラフィカルユーザインタフェースを表示する低電力スクリーンであってよい。電子ディスプレイ１０３は、容量式タッチスクリーン又は抵抗式タッチスクリーンであってよい。あるいは、電子ディスプレイ１０３はパッシブディスプレイであってよい。
【００５７】
［0089］  主要プリント回路基板（ＰＣＢ）１０４は、電力管理、感知、表示、ボタン入力、診断、及び／又は振動出力のために必要な電気部品、配線、及びファームウェアの１又は複数を含んでよい。主要ＰＣＢ１０４は、オンボードエネルギ蓄積デバイスを含んでよい。
【００５８】
［0090］  電池１０５は、電気システムのためのエネルギ蓄積を提供してよい。電池１０５は、ＴＥＧ１１５によって生成される電気エネルギによって充電され得る。電池１０５は、例えばパワーグリッドからの電気エネルギなど、外部電源によって充電されてもよい。
【００５９】
［0091］  保持リング１０６は、時計ボタンの溝内に設置されるＥ型外側部取付けリングであってよい。保持リング１０６は、ケーストップに時計ボタン１１１を固定してよい。
【００６０】
［0092］  １又は複数のスタンドオフ１０７は、主要ＰＣＢ１０４を時計本体部品から離すためのスペーサとして用いられ得る。またこれらのスタンドオフ１０７の上縁は、電子ディスプレイの底部を支持し、電子ディスプレイ１０３、主要ＰＣＢ１０４、及びケーストップの間に特定の間隔を保ってもよい。図示した例において、４つのスタンドオフ１０７が存在するが、他の数のスタンドオフが用いられてもよい。
【００６１】
［0093］  １又は複数のキャプティブナット１０８は、ケーストップ熱シンクに埋め込まれてよい。キャプティブナット１０８は、組付けネジ１２０が定位置に挿通されることを可能にする挿入部を備えてよい。図示した例において、４つのキャプティブナット１０８が存在するが、他の数のキャプティブナットが用いられてもよい。
【００６２】
［0094］  ケーストップ熱シンク１０９は、周囲空気に触れる高伝導体を含んでよい。滑らかで平坦な底面を有する熱接触面がＴＥＧ１１５の「低温側面」に押し付けられ得る。この熱接触面は、ＴＥＧ「低温側面」と周囲空気との間の熱経路をもたらす。ケーストップは、熱シンクとして機能し、周囲空気とＴＥＧ「低温側面」との間の温度勾配を最小化してよい。外部リッジ及び溝特徴は、空気への熱伝達を高める露出面積を増加させる。またケーストップは、電子ディスプレイ１０３、主要ＰＣＢ１０４、電池１０５、及び時計レンズの１又は複数を保持してもよい。ケーストップは、ばね棒１１０を介して時計ストラップの取付けを可能にするラグを含んでよい。ラグは、排熱ユニットと熱的に連通してよい。ラグは熱を放散してよい。代替又は追加として、ラグは熱を放散しなくてもよい。ケーストップは、時計ボタン１１１を配置しガイドするための特徴を含んでよい。ケーストップは、例えばアルミニウム又は銅合金など、高い熱伝導係数を有する材料で製造され得る。
【００６３】
［0095］  １又は複数のばね棒１１０は、様々な時計バンドをアセンブリに取付け又は取外しするために用いられ得る。図示した例において、２本のばね棒１１０が存在するが、他の数のばね棒が用いられてもよい。
【００６４】
［0096］  時計ボタン１１１は、主要ＰＣＢ１０４上の縁部取付けＳＭＴスイッチへユーザからのプッシュ入力を伝達してよい。時計ボタン１１１の押下は、ボタンばね１１２を圧縮する。時計ボタン１１１は、例えばアルミニウム又は銅合金など高い熱伝導係数を有する材料で製造されたインタフェース素子であってよい。時計ボタン１１１は、メニューナビゲーション、ユーザインタフェース操作、及びパワーサイクリングの１又は複数のために用いられ得る。
【００６５】
［0097］  ボタンばね１１２は、時計ボタン１１１が延出し、及び／又はＰＣＢ１０４上のスイッチと直接接触しないように保つ与圧として機能してよく、それによって装着型デバイスのユーザによる不慮の押下を最小限にする。ボタンばね１１２は、時計ボタン１１１とケーストップ熱シンク１０９との間で定位置に保持され得る。
【００６６】
［0098］  インシュレータスペーサ１１３は、ＴＥＧ１１５、電池１０５、及び他の露出ワイヤ又は電子部品の１又は複数を取り囲むアセンブリ内の他の空所を充填し得る。インシュレータスペーサ１１３は、圧縮性ウレタンフォーム材で作られてよい。インシュレータスペーサ１１３は、ケースバック導体１１９とケーストップ熱シンク１０９との間の絶縁に役立ち得る。インシュレータスペーサ１１３は、ＴＥＧ配線、振動モータ配線、及びＴＥＧ／ＶＩＢフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）１１４の１又は複数における振動又は動きを最小限にするためにも役立ち得る。
【００６７】
［0099］  ＴＥＧ／ＶＩＢ  ＦＰＣ１１４は、ＴＥＧ１１５及び振動モータ１１６が主要ＰＣＢ１０４に電気的に接続されることを可能にし得る。
【００６８】
［00100］  １又は複数のＴＥＧ１１５は、２つの対向面間の温度勾配を電気エネルギに変換する固体デバイスであってよい。２つの対向面は、「低温側面」及び「高温側面」と称され得る。低温側面は、高温側面よりも低い温度であってよい。装着型デバイスにおいて、ＴＥＧ１１５の低温側面は、ケーストップ熱シンク１０９を備えてよい。ＴＥＧ１１５の高温側面は、ケースバック導体１１９を備えてよい。
【００６９】
［00101］  振動モータ１１６は、ケースバック導体１１９に伝達された振動を介して触覚フィードバック及びユーザ通知を提供してよい。
【００７０】
［00102］  インシュレータリング１１７は、ケースバックを保持し、組付けネジ１２０からケースバックを介してＴＥＧ１１５へ締め付け荷重を伝達してよい。インシュレータリング１１７は、低熱伝導性プラスチック材料で作られてよい。またインシュレータリング１１７は、ケースバック導体１１９をケーストップ熱シンク１０９から分離してよい。インシュレータリング１１７は、ケースバック導体１１９からケーストップ熱シンク１０９への不十分な熱経路をもたらすように低い熱伝導率を有してよい。断熱効果は、ＴＥＧ１１５の高温及び低温側面にわたって生じる温度勾配を最大化する。
【００７１】
［00103］  １又は複数の化粧ネジ１１８は、組付けネジ１２０と同じ材料及び同じネジ型で作られてよい。化粧ネジ１１８は、ケースバック導体１１９を通って定位置に締め付けられ得る。化粧ネジ１１８は、時計アセンブリの底面における美的に優れた円形ボルトパターンをもたらすように定位置に追加され得る。図示した例において、４つの化粧ネジ１１８が存在するが、他の数の化粧ネジが用いられてもよい。
【００７２】
［00104］  ケースバック導体１１９は、一方の側面においてユーザの身体（例えば手首）に触れ、他方の側面においてＴＥＧ１１５と直接接触し得る高伝導本体を備えてよい。ケースバックは、ユーザの身体から１又は複数のＴＥＧ１１５の各々の「高温側面」へ熱を伝導する熱経路をもたらし得る。ケースバックがＴＥＧ表面又は空気と接触していない場合常に、ケースバック本体はケーストップから絶縁される。ケースバック導体１１９は、例えばアルミニウム又は銅合金など、高い熱伝導係数を有する材料で製造され得る。
【００７３】
［00105］  １又は複数の組付けネジ１２０は集合的に時計筐体を引っ張ってよい。キャプティブナット１０８に挿通されると、組付けネジの頭は、インシュレータリング１１７をケースバック導体１１９の方へ引っ張り、ＴＥＧ１１５をケースバック熱シンク１０９に押し付けてよい。組付けネジ１２０は、ＴＥＧ１１５の「高温側面」及び「低温側面」がそれぞれケースバック及びケーストップに押し付けられることを確実にする。図示した例において、４つの組付けネジ１２０が存在するが、他の数の組付けネジが用いられてもよい。
【００７４】
［00106］  図２は、図１の装着型デバイスの断面図を示す。装着型デバイスは、ケースバック導体２０１、１又は複数の熱電発熱器（ＴＥＧ）２０２、ケーストップ熱シンク２０３、電池２０４、インシュレータリング２０５、時計レンズ２０６、及び主要ＰＣＢ２０７の１又は複数を含んでよい。
【００７５】
［00107］  装着型デバイスの動作中、ケースバック導体２０１は、ユーザの身体（例えば手首）からＴＥＧ２０２の（底面であってよい）「高温側面」へ効率的に体熱を奪ってよい。ＴＥＧの（上面であってよい）「低温側面」は、ＴＥＧから周囲空気へ効率的に熱を放散し得るケーストップ熱シンク２０３に連結され得る。ＴＥＧは、電気エネルギを生成するために、ＴＥＧの「高温側面」及び「低温側面」にわたるこの温度勾配を用いてよい。この電気エネルギは、電池２０４に蓄積され得る。インシュレータリング２０５は、ケースバック導体からケーストップ熱シンクへの不十分な熱経路をもたらしてよく、それによってＴＥＧの「高温側面」及び「低温側面」にわたる温度勾配を最大化する。時計レンズ２０６は、装着型デバイスの内部部品をケーストップの内側に保持してよい。主要ＰＣＢ２０７は、電力管理、感知、表示、ボタン入力、診断、及び振動出力のために必要な電気部品、配線、及びファームウェアを含んでよい。
【００７６】
［00108］  図３Ａ〜図３Ｅは、図１の装着型デバイスのケーストップ熱シンクの様々な図を示す。図３Ａは、装着型デバイスのケーストップ熱シンクの上面図である。図３Ｂは、装着型デバイスのケーストップ熱シンクの斜視図である。図３Ｃは、装着型デバイスのケーストップ熱シンクの右側面図である。図３Ｄは、装着型デバイスのケーストップ熱シンクの正面図である。図３Ｅは、装着型デバイスのケーストップ熱シンクの底面図である。装着型デバイスのケーストップ熱シンクは、切抜き部３０１、ボタンベアリング３０２、熱接触面３０３、リッジ及び溝のセット３０４、及び接触表面３０５の１又は複数を含んでよい。
【００７７】
［00109］  熱接触面３０３（図３Ｂに示す）は、ＴＥＧより上に位置し、ＴＥＧの「低温側面」と、周囲空気と接する露出表面エリアとの間の熱経路をもたらし得る材料であってよい。熱接触面は、これより厚い部品が熱接触面より下へ陥没することを可能にするスルーホールであってよい切抜き部３０１（図３Ａに示す）を含んでよい。接触面３０５（図３Ｅに示す）は、ＴＥＧの「低温側面」とケーストップ熱シンクとの間の良好な熱接触を可能にする平坦かつ滑らかな接触エリアであってよい。この表面は、ＴＥＧ表面接触の品質を向上させるために熱伝導性ペースト、パッド、又はエポキシで塗装され得る。リッジ及び溝のセット３０４（図３Ｄに示す）は、時計ケースの露出表面積を増加させる特徴を備えてよく、それによって周囲空気への全体熱伝達を増加させる。ボタンベアリング３０２（図３Ｃに示す）は、時計ボタンのための軸受面及びガイドとして機能してよい。
【００７８】
［00110］  図４Ａ〜図４Ｄは、図１の装着型デバイスのケースバック導体の様々な図を示す。図４Ａは、装着型デバイスのケースバック導体の上面図である。図４Ｂは、装着型デバイスのケースバック導体の斜視図である。図４Ｃは、装着型デバイスのケースバック導体の側面図である。図４Ｄは、装着型デバイスのケースバック導体の底面図である。装着型デバイスのケースバック導体は、ＴＥＧ接触面４０１、振動モータ凹部４０２、及び１又は複数のタブ４０３を含んでよい。
【００７９】
［00111］  ＴＥＧ接触面４０１（図４Ｂに示す）は、ＴＥＧの「高温側面」とケースバックとの間の良好な熱接触を可能にし得る、平坦かつ滑らかな接触エリアであってよい。この表面は、ＴＥＧ表面接触の品質を向上させるために熱伝導性ペースト、パッド、又はエポキシで塗装され得る。振動モータ凹部４０２（図４Ａに示す）は、振動モータが取り付けられるポケットであってよく、振動モータは、可能な限り装着型デバイスのユーザの身体（例えば手首）に近いように設置され得る。１又は複数のタブ４０３（図４Ｃ〜図４Ｄに示す）は、インシュレータリングとのインタフェースとなってよい。１又は複数の組付けネジが締められ、それによってケースバックがＴＥＧをケースバック熱シンクに固定する。図示した例において、２つのタブが存在するが、他の数のタブが用いられてもよい。
【００８０】
［00112］  図５Ａ〜図５Ｃは、図１の装着型デバイスの様々な図を示す。図５Ａは、装着型デバイスの上面図である。図５Ｂは、装着型デバイスの左側面図である。図５Ｃは、装着型デバイスの底面図である。
【００８１】
［00113］  装着型デバイスは、時計バンド５０１を含んでよい。時計バンド５０１は、装着型デバイスのユーザが時計ストラップを快適に締めることができ、装着型デバイスのケースバック導体がユーザの身体（例えば手首）にしっかりと押し付けられることを確実にし得る。ケースバック導体とユーザの身体（例えば手首）との間の緊密な熱的接続は、ＴＥＧによる電力生成のためのケースバック導体における十分な温度勾配を確実にし得る。時計バンドは、例えばシリコン又はＴＰＥなどの可撓性材料で作られてよく、時計バンドの快適な締め付けを可能にするために個々の調節点を有する従来のバックルを有する。
【００８２】
［00114］  時計バンド５０１は、クラスプ５０２及び１又は複数のストラップの１又は複数を含んでよい。１又は複数のストラップは、上部ストラップ５０４及び下部ストラップ５０５を含んでよく、これらは安定した装着のために装着型デバイスのユーザの身体（例えば手首）の両側に巻き付けられ得る。上部ストラップは端部にクラスプを有してよい。下部ストラップは数個のホールの列を有してよい。クラスプは、装着型デバイスの１又は複数のストラップをユーザの身体（例えば手首）の周囲に固定するために用いられ得る。クラスプは、快適かつ安全な装着のためにユーザの身体のサイズに合わせられ得る。
【００８３】
［00115］  図５Ａはさらに、装着型デバイスのケーストップ熱シンクを示す。図５Ｂはさらに、装着型デバイスのリッジ及び溝を示す。図５Ｃはさらに、装着型デバイスのケースバック導体を示す。
【００８４】
［00116］  装着型デバイスは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、５０、１００、５００、１０００、又はそれ以上の熱電発電器を含んでよい。各熱電発電器は、複数の熱電素子を含んでよい。熱電素子の例は、本明細書のどこかに記載される。
【００８５】
［00117］  装着型デバイスの１又は複数の熱電発電器は、個々に又は集合的に、約１マイクロワット（μＷ）、１０μＷ、１００μＷ、１ミリワット（ｍＷ）、１０ｍＷ、２０ｍＷ、３０ｍＷ、４０ｍＷ、５０ｍＷ、１００ｍＷ、又は１ワット（Ｗ）以上、場合によっては１μＷ〜１０ｍＷの出力電力、及び約１ミリボルト（ｍＶ）、２ｍＶ、３ｍＶ、４ｍＶ、５ｍＶ、１０ｍＶ、２０ｍＶ、３０ｍＶ、４０ｍＶ、５０ｍＶ、１００ｍＶ、２００ｍＶ、３００ｍＶ、４００ｍＶ、５００ｍＶ、１ボルト（Ｖ）、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、又は１０Ｖ以上、場合によっては約１０ｍＶ〜１０Ｖの電圧を提供する。いくつかの状況において、ＤＣＤＣコンバータ及び関連する電力管理回路を用いて、低電圧が、約１Ｖ、２Ｖ、２．１Ｖ、２．２Ｖ、２．３Ｖ、２．３５Ｖ、２．４Ｖ、２．４５Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、３．１Ｖ、３．２Ｖ、３．３Ｖ、３．４Ｖ、３．５Ｖ、３．６Ｖ、３．７Ｖ、３．８Ｖ、３．９Ｖ、４Ｖ、４．１Ｖ、４．２Ｖ、４．３Ｖ、４．４Ｖ、４．５Ｖ、又は５．０Ｖ以上に変換され得る。例えば電池などの補助電源は、間欠的な身体接触、電力出力の低下、又は電力消費の増加時に予備電力を提供するために装置に含まれてもよい。
【００８６】
［00118］  図１７は、装着型デバイス１７００の別の例を示す。装着型デバイスは、上部筐体１７０１及び下部筐体１７０２を含む。上部筐体１７０１は、上側ＴＥＧ１７１１を収容し、上体熱導体板１７０９及び上面熱シンク１７１０が取り付けられるシャシとして機能してよい。上部筐体１７０１は、ばねバンド１７０４に機械的に接合され得る。この筐体は、ユーザの身体（例えば手首）のいずれかの背中側又は表側を跨いで位置してよい。処理回路の素子、センサ、エネルギハーベスト及び蓄積回路、ユーザインタフェース素子、又は通信システムを含むエレクトロニクスは、この筐体内に配置され得る。下部筐体１７０２は、下側ＴＥＧ１７１２を収容し、下体熱導体板１７０７及び底面熱シンク１７０８が取り付けられるシャシとして機能してよい。下部筐体１７０２は、ばねバンド１７０４に機械的に接合され得る。この筐体は、ユーザの身体（例えば手首）のいずれかの掌側又は裏側を跨いで位置してよい。上部筐体１７０１と同様、様々なエレクトロニクスがこの筐体内に配置され、取り付けられてもよい。
【００８７】
［00119］  装着型デバイス１７００はさらに、例えばフレキシブルプリント回路又はフレキシブルフラットケーブルなどのフレキシブル回路１７０３を含んでよい。フレキシブル回路１７０３は、（例えばユーザの手首の掌側に位置する）上部筐体１７０１内の部品を、（例えばユーザの手首の背中側に位置する）下部筐体１７０２内の部品と電気的に接続してよい。追加のＴＥＧ、センサ、又は回路素子が様々な位置でフレキシブル回路１７０３に接続され、部品がばねバンド１７０４内に位置する（すなわち、これらがユーザの身体と接触し得る）ことを可能にしてもよい。ばねバンド１７０４は、（例えばユーザの手首の掌側に位置する）上部筐体１７０１内の部品と（例えばユーザの手首の背中側に位置する）下部筐体１７０２内の部品との機械的接続として機能してよい。この板ばね状構造は、ユーザがデバイスを自身の身体（例えば手首）に付けることを可能にするために柔軟に開いてよい。この可撓性は、様々なサイズのユーザ（例えば様々な手首サイズを有するユーザ）が同じ製品を利用することも可能にし得る。ばねバンド１７０４及びフレキシブル回路１７０３は、ユーザのサイズ（例えばユーザの手首の厚み）におけるさらに大きな変動に対応するために様々なサイズで製造されてもよい。ばねバンドは、手首の表側及び裏側にわずかな加圧を維持し、体熱導体板１７０７及び１７０９の表面がユーザの皮膚と良好な熱接触状態であることを確実にしてよい。いくつかの状況において、装着型デバイス１７００はさらに、電気システムのためのエネルギ蓄積を提供する電池１７０５、及び電力管理、感知、表示、ユーザ入力、診断、及びインタフェース出力のために必要な電気部品、配線、及びファームウェアを含む主要ＰＣＢ１７０６を含む。
【００８８】
［00120］  いくつかの状況において、下体熱導体板１７０７は、一方の側面がユーザの身体（例えば手首）に触れ反対の側面がＴＥＧと直接接触する高伝導体を含む。体熱導体板は、ユーザの身体からＴＥＧの各々の「高温側面」へ熱を伝導する熱経路をもたらし得る。導体板がＴＥＧ表面又は空気と接していない場合常に、導体板は、対向する熱シンク１７０８から絶縁され得る。下体熱導体板１７０７は、例えばアルミニウム又は銅合金など高い熱伝導係数を有する材料で製造され得る。いくつかの状況において、ユーザの身体（例えば手首）と接触する表面は、露出面とユーザの皮膚との熱接触を最適化するためにドーム型又は輪郭形状に形成され得る。上体熱導体板１７０９は、ＴＥＧの追加セットを通る第２の熱経路を可能にし得る。いくつかの状況において、装着型デバイス１７０の設計は、ユーザの身体（例えば手首）の周囲に追加の皮膚接点及び熱経路を加えるようにさらに分割されてもよい。
【００８９】
［00121］  底面熱シンク１７０８は、周囲空気に触れる高伝導体を含んでよい。滑らかで平坦な底面を有する熱接触面は、（間に熱ペーストを有して、又は有さずに）ＴＥＧの「低温側面」に押し付けられ得る。この熱接触面は、ＴＥＧの「低温側面」と周囲空気との間に熱経路を形成し得る。この構成において、底面熱シンク１７０８は、周囲空気とＴＥＧ「低温側面」との間の温度勾配を最小化するために機能する。上面熱シンク１７１０は、アセンブリの上面におけるＴＥＧのための周囲空気への熱経路を完成させ得る。
【００９０】
［00122］  図１８Ａ〜図１８Ｄは、装着型デバイス１７００の様々な図を示す。図１８Ａは、装着型デバイスの上面図である。図１８Ｂは、装着型デバイスの斜視図である。図１８Ｃは、装着型デバイスの正面図である。図１８Ｄは、装着型デバイスの側面図である。
【００９１】
［00123］  図１９Ａは、装着型デバイス１７００の断面Ａ〜Ａ（図１９Ｂ）における側面断面図である。装着型デバイスは、図１９Ａに示すように、上部筐体１７０１、下部筐体１７０２、フレキシブル回路１７０３、ばねバンド１７０４、電池１７０５、ＰＣＢ１７０６、底面及び上面熱シンク１７０８及び１７１０、下側及び上側熱導体板１７０７及び１７０９、及びＴＥＧ１７１１及び１７１２を備えてよい。ＴＥＧは、２つの対向面間の温度勾配を電気エネルギに変換する固体デバイスであってよい。各デバイスは、１又は複数のＴＥＧ、例えば約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４、１６、１８、２０、又はそれ以上のＴＥＧを備えてよい。周囲空気に触れる熱シンクの表面エリアは、熱が対流及び／又は放射によって周囲環境に伝達する際の熱抵抗を低くするためにサイズ変更、形状変更、及びさらに修正されてよい。例えば、溝、フィン、及びピン（図２０Ａ及び図２０Ｂ）などの特徴は、露出表面積を増加させ、対流熱損失を増加させるために用いられてよく、放射を最大限にするために着色仕上げが用いられ得る。場合によっては、熱シンクは黒一色で、すなわち熱フィンなしで作られる（図２０Ｃ）。
【００９２】
［00124］  図２１Ａは、断面Ｂ〜Ｂ（図２１Ｂ）における側面断面図であり、装着型デバイス２１００の他の例を示す。装着型デバイス２１００は、装着型モジュール２１１０、１又は複数のヒンジ／ばね棒２１２０、ストラップ筐体２１３０、フレキシブル回路２１４０、１又は複数の体熱導体ノード２１５０、１又は複数のＴＥＧ２１６０、及び１又は複数の外部熱シンクノード２１７０を含む。
【００９３】
［00125］  装着型モジュール２１１０は、腕時計、フィットネストラッカ、又はユーザインタラクションのための焦点として機能し得る他のデバイスの形式であってよい。装着型モジュール２１１０は、例えば処理回路、１又は複数のワイヤレスモジュール、電力管理回路、１又は複数の電池、１又は複数のディスプレイ、１又は複数の振動モータなど追加のエレクトロニクスを収容してよい。
【００９４】
［00126］  ヒンジ／ばね棒２１２０は、ストラップ２１３０と装着型モジュールとの間の取付け点として機能してよい。この例において、１つの側面（右側）において、ストラップ筐体はばね棒の周囲にピン止めされる（すなわち自由回転する）。またこの例において、ストラップ筐体２１３０は、ユーザがある程度の調整性を有して装着型デバイス２１００を着脱することを可能にするための第２のヒンジ／ばね棒を取り巻く。
【００９５】
［00127］  ストラップ筐体２１３０は、各導体ノード２１５０、ＴＥＧ２１６０、及び外部熱シンクノード２１７０熱回路アセンブリのためのシャシとして機能してよい。ストラップ筐体は、各ＴＥＧ２１６０が互いに及び装着型モジュール２１１０に電気的に接続されることを可能にするフレキシブル回路２１４０又は同様の配線も収容してよい。ストラップ筐体２１３０は、装着型デバイス２１００を着脱する方法として機能してよく、様々なサイズのユーザ（例えば様々な手首サイズのユーザ）のある程度の調節性を可能にするクラスプ又は他の取付け方法を含んでよい。ストラップ筐体２１３０は、例えば織物、皮革、ＴＰＵ、ＴＰＥ、シリコンなどの耐久性かつ可撓性の材料で作られてよい。この例において、ストラップ筐体の一端が装着型モジュールの固定ヒンジ点にループ状に巻かれ、その頂部で折り返される「ミラノ式」ループ保持方法が利用される。ストラップ筐体の自由端はその後、磁石、ベルクロ、スナップなど（不図示）で定位置に保持され得る。
【００９６】
［00128］  フレキシブル回路２１４０（フレキシブルプリント回路、フレキシブルフラットケーブルなどの形式であってよい）は、（例えばユーザの手首の背中側に位置し得る）装着型モジュール２１１０内の部品を（例えばユーザの手首の掌側に位置し得る）ストラップ筐体２１３０内の部品に電気的に接続してよい。ＴＥＧ、センサ、又は回路素子は、様々な位置でフレキシブル回路２１４０に接続され、部品がユーザの身体に隣接して（例えばユーザの手首の周囲を取り巻いて）位置することを可能にし得る。フレキシブル回路２１４０は、基板実装コネクタ、はんだ接合、フライングリード、ばねピン、導体パッドなど（不図示）を介して装着型モジュール２１１０に接続してよい。
【００９７】
［00129］  各体熱導体ノード２１５０は、一方の側面がユーザの身体（例えば手首）に触れ、反対の側面がＴＥＧ２１６０と直接接触し得る高伝導体を備えてよい。体熱導体ノード２１５０は、ユーザの身体から各ＴＥＧ２１６０の「高温側面」へ熱を伝導することができる熱経路を形成し得る。体熱導体ノードがＴＥＧ表面又は空気と接していない場合常に、体熱導体ノードは、対向する外部熱シンクノード２１７０から絶縁され得る。各体熱導体ノード２１５０は、例えばアルミニウム又は銅合金など高い熱伝導係数を有する材料で製造され得る。ユーザの身体（例えば手首）と接触することが意図された各体熱導体ノード２１５０の表面は、露出表面とユーザの皮膚との間の熱接触面積及び快適性を最適化するようにドーム型又は輪郭形状に形成され得る。図示した例において、様々な位置でユーザの身体（例えば手首）に接触し得る７つの体熱導体ノード１２５０が存在するが、他の数の体熱導体ノードが用いられてもよい。
【００９８】
［00130］  本明細書で説明するように、１又は複数のＴＥＧ２１６０は、２つの対向面間の温度勾配を電気エネルギに変換する固体デバイスである。２つの対向面は、「低温側面」及び「高温側面」と称され得る。１又は複数のＴＥＧ２１６０は、「高温側面」における１又は複数の体熱導体ノード２１５０と、「低温側面」における１又は複数の外部熱シンクノード２１７０との間に挟まれてよい。図示した例において、体熱導体ノード２１５０と外部熱シンクノード２１７０との間に挟まれ、ストラップ筐体２１３０に沿った様々な位置にある（すなわち、ユーザの手首の周囲を取り巻く様々な位置にある）７つのＴＥＧ２１６０が存在する。ユーザの身体（例えば手首）の周囲に沿ってＴＥＧ回路を配置する利点は、１又は複数のＴＥＧ２１６０が、例えば皮膚温度の上昇によって各ＴＥＧにわたる温度勾配の増加（すなわち、ユーザの皮膚、体熱導体モード、ＴＥＧ、外部熱シンクノード、及び周囲空気の間の温度勾配の増加）の可能性がある手首の下側に配置され得ることである。
【００９９】
［00131］  各外部熱シンクノード２１７０は、周囲空気に触れ得る高伝導体を備えてよい。また、各外部熱シンクノード２１７０は、（間に熱ペースト又は他の伝導材料を有して、又は有さずに）各ＴＥＧ２１６０の「低温側面」に押し付けられ得る滑らかで平坦な底面を有する熱接触面を備えてよい。この熱接触面は、ＴＥＧ「低温側面」と周囲空気との間の熱経路を形成し得る。この構成において、各外部熱シンクノード２１７０は、周囲空気とＴＥＧ「低温側面」との間の温度勾配を最小にするために機能し得る。周囲空気に触れる各外部熱シンクノード２１７０の表面積は、熱が対流及び／又は放射によって周囲環境へ伝達される際の熱抵抗を低くするためにサイズ変更、形状変更、及び／又はさらに修正され得る。例えば、溝、フィン、及びピンなどの特徴は、各外部熱シンクノード２１７０の露出表面積を増加させ、対流熱損失を増加させるために用いられ得る。また、放射による各外部熱シンクノード２１７０から周囲環境への熱伝達を最大にするために、様々な仕上げが用いられ得る。
【０１００】
［00132］  図２２は、ストラップ筐体２１３０を有さない図２１Ａの装着型デバイス２１００の斜視図を示す。図示したように、装着型モジュール２２１０は、ディスプレイ２１８０を備えてよい。ディスプレイ２１８０は、例えばレンズなど、画像を拡大する材料で形成され得る。ディスプレイは、装着型モジュール２２１０の上面における凹溝に取り付けられ得る透明ガラス又はプラスチック部品であってよい。ディスプレイは、装着型モジュール２２１０を覆い、装着型モジュールの内側に内部部品を保持してよい。塗料、デカール、シルクスクリーン、パッド転写などを用いて、特定の内部部品を選択的に露出させ、又は覆い隠すためのマスクがもたらされ得る。ディスプレイ２１８０は、電子ディスプレイであってよい。ディスプレイ２１８０は、グラフィカルユーザインタフェースを表示する低電力スクリーンであってよい。ディスプレイ２１８０は、容量式タッチスクリーン又は抵抗式タッチスクリーンであってよい。あるいは、ディスプレイ２１８０はパッシブディスプレイであってよい。
【０１０１】
［00133］  図２３Ａは、図２１Ａの装着型デバイスの斜視図である。図２３Ｂは、図２３Ａの細部Ｃに対応する詳細図である。体熱導体ノード２１５０、ＴＥＧ２１６０、及び外部熱シンクノード２１７０の配置例が図２３Ｂにおいて提供される。本明細書で説明され図示するように、体熱導体ノード２１５０は、装着型デバイス２１００をユーザが身に着けるとユーザの皮膚と接触するような位置にある。ユーザの快適性のために、体熱導体ノード２１５０は、（図示したような）丸みのある面取り縁、面取り縁、傾斜縁、又はユーザの快適性を促し得る任意の縁部構成を備えてよい。
【０１０２】
［00134］  図２４は、図２１Ａの装着型デバイスの拡大側面図であり、フレキシブル回路２１４０に沿った体熱導体ノード２１５０、ＴＥＧ２１６０、及び外部熱シンクノード２１７０の配置例を示す。
【０１０３】
［00135］  図２５Ａは、図２１Ａの装着型デバイスの斜視図である。図２５Ｂは、図２１Ａの装着型デバイスの側面図である。本明細書で説明するように、体熱導体ノード２１７０は、露出表面積を増加させて対流熱損失を増加させるために、例えば溝、フィン（図示）、及びピンなどの特徴を備えてよい。
【０１０４】
［00136］  図２６Ａは、図２１Ａの装着型デバイスの代替実施形態の斜視図である。図２６Ｂは、図２１Ａの装着型デバイスの代替実施形態の側面図である。この代替実施形態に示すように、体熱導体ノード２１７０は、黒一色の伝導材料で（すなわちフィンを有さずに）作られてもよい。
【０１０５】
熱電モジュールを有する装着型デバイスの使用及び製造方法
［00137］  本開示の他の態様は、少なくとも１つの熱電モジュール又はユニットを有する装着型電子デバイス（例えば時計）を使用するための方法を提供する。装着型電子デバイスは、ユーザインタフェースを有する電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを含んでよい。電力管理ユニットは、電子ディスプレイに結合又は統合され得る。電力管理ユニットは、電気的に連通するエネルギ蓄積デバイス及び熱電デバイスを含んでよい。熱電デバイスは、集熱ユニット、１又は複数の熱電素子、及び排熱ユニットを含んでよい。集熱ユニットは、熱電素子と熱的に連通してよい。装着型電子デバイスを使用することは、装着型電子デバイスを作動させることを含んでよい。装着型電子デバイスを使用することは、熱電デバイスを用いて電力を生成することを含んでよい。電力は、熱電素子を通る集熱ユニットから排熱ユニットへの熱の流れによって生成され得る。生成された電力は、電子ディスプレイに給電するために用いられ得る。生成された電力の一部は、エネルギ蓄積デバイスに蓄積され得る。
【０１０６】
［00138］  装着型デバイスを作動させることは、装着型デバイスの集熱ユニットを熱源に隣接して配置することを含んでよい。熱源は、ユーザの身体表面であってよい。装着型デバイスの集熱ユニットを熱源に隣接して配置することによって、電力生成が開始してよい。装着型デバイスを作動させることは、装着型デバイスを物理的に作動させるためにボタンを押下することを含んでよい。ボタンは、単一のボタン又は複数のボタンであってよい。ボタンは、ボタンを物理的に作動させるボタンばねを備えてよい。ボタンの押下は、ユーザからの入力を装着型電子デバイスのＰＣＢ基板へ伝達し、装着型電子デバイスを作動させ得る。装着型電子デバイスの作動は、ユーザインタフェースの作動を含んでよい。ユーザインタフェースは、タッチスクリーンを含んでよい。タッチスクリーンは、容量式タッチスクリーンであってよい。タッチスクリーンは、抵抗式タッチスクリーンであってよい。ユーザインタフェースに圧力又は接触を加えることは、ユーザからの入力を装着型電子デバイスのＰＣＢ基板へ伝達し、装着型電子デバイスを作動させ得る。
【０１０７】
［00139］  装着型電子デバイスは、スマートウッチ、フィットネストラッカ、ポータブル電子デバイス、又はこれらの任意の組み合わせを含んでよい。一例において、装着型電子デバイスは時計である。時計は、実質的に防水又は耐水であってよい。場合によっては、時計は耐水であるが防水でなくてもよい。時計はユーザインタフェースを含んでよい。ユーザインタフェースは、ユーザが時計の様々な機能にアクセスすることを可能にし得る。ユーザインタフェースは、ボタンによって作動してよい。ユーザインタフェースは、タッチスクリーンの使用によって作動してよい。ユーザインタフェースは、ボタン及びタッチスクリーンの両方によって作動してよい。タッチスクリーンは容量式タッチスクリーンであってよい。タッチスクリーンは抵抗式タッチスクリーンであってよい。
【０１０８】
［00140］  時計は、熱電デバイスに加えて電力管理ユニットと電気的に連通する１又は複数の発電ユニットを含んでよい。発電ユニットは、太陽電池、誘導結合ユニット、ＲＦ結合ユニット、及びキネティック発電ユニットを含んでよい。時計は、１又は複数の太陽電池を含んでよい。太陽電池は、時計本体又は時計バンドに統合され得る。太陽電池は、露光中に電力を生成してよい。時計は、時計の本体及び／又はバンドに統合された少なくとも約１、２、３、４、５、６、８、１０、１５、２０、又はそれ以上の太陽電池を有してよい。誘導結合ユニットは、時計の電力管理ユニットに統合され得る。誘導結合ユニットは、誘導的に電力を生成してよい。ＲＦ結合ユニットは、時計の電力管理ユニットに統合され得る。ＲＦ結合ユニットは、ＲＦ波から電力を生成してよい。キネティック発電ユニットは、時計の電力管理ユニットに統合され得る。キネティック発電ユニットは、ユーザの身体の動きによって電力を生成してよい。
【０１０９】
［00141］  図２７Ａ〜図２７Ｇは、時計である装着型電子デバイスの図である。図２７Ａは、時計及びバンド例の斜視図である。図２７Ｂは、時計及びバンド例の背面図である。図２７Ｃは、時計及びバンド例の上面図である。図２７Ｄは、時計及びバンド例の左側面図である。図２７Ｅは、時計及びバンド例の正面図である。図２７Ｆは、時計及びバンド例の右側面図である。図２７Ｇは、時計及びバンド例の底面図である。時計の集熱ユニットは、時計背面を含んでよい。時計背面は、時計バンドによってユーザの皮膚に押し当てられ得る。時計背面は、ユーザの熱を収集し、熱を熱電ユニットへ向けてよい。時計のケーシングは、ケーストップ熱シンクを含んでよい。ケーストップ熱シンクは、排熱ユニットの一部であってよい。ケーストップ熱シンクは、熱電素子から熱を奪い、装着型デバイスから熱を排出してよい。一例において、ケーストップ熱シンクは、装着型デバイスの上面及び底面における穴を備えてよい。場合によっては、装着型デバイスは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、又は２０の穴を含んでよい。１又は複数の穴は、様々な形状及び／又はサイズを有してよい。１又は複数の穴は、それぞれ円形、三角形、正方形、長方形、又は部分形状、又はこれらの組み合わせであってよい。１又は複数の穴は、例えば上面、底面、左側面、右側面、背面、又は正面など、装着型デバイスの本体の様々な位置にあってよい。１又は複数の穴は、装着型デバイスの内部部分からの、又は内部部分への熱エネルギの流れを可能にし、熱伝達を可能にし得る。
【０１１０】
［00142］  図２８Ａ〜図２８Ｃは、時計である装着型デバイスの代替実施形態を示す。図２８Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、締付けネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図２８Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図２８Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計は、トップガラス１０１、密封ベゼル２８１０、ケーストップ導体１０９、インシュレータリング１１７、ＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図２８Ｃは、時計の部品の分解図である。時計は、トップガラス１０１、締付けネジ１２０、ガラス密封ガスケット２８２０、ケーストップ熱導体１０９、化粧文字盤２８３０、電子ディスプレイ１０３、インシュレータスペーサ１１３、ＰＣＢ１０４、ボタンＦＰＣアセンブリ２８４０、ラグ付き絶縁リング２８６０、Ｏリング２８５０、ＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。ケーストップは、１片のケーストップであってよい。１片のケーストップは、ケーストップ導体を含んでよい。ラグは、インシュレータリングに取り付けられ得る。ラグは、排熱ユニットからの熱を放散しなくてよい。
【０１１１】
［00143］  本開示の別の態様は、少なくとも１つの熱電モジュール又はユニットを有する装着型電子デバイス（例えば時計）を製造する方法を提供する。方法は、装着型電子デバイスを生産するためにユーザインタフェースを有する電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを組み立てることを含んでよい。電力管理ユニットは、電子ディスプレイに動作可能に結合され得る。電力管理ユニットは、エネルギ蓄積デバイス、及びエネルギ蓄積デバイスと電気的に連通する熱電デバイスを含んでよい。熱電デバイスは、集熱ユニット、熱電素子、及び排熱ユニットを含んでよい。集熱ユニットは、熱電素子と熱的に連通してよい。熱電素子は、排熱ユニットと熱的に連通してよい。装着型電子デバイスの使用中、熱電ユニットは、集熱ユニットから熱電素子を通って排熱ユニットへ熱エネルギが流れる時に電力を生成してよい。生成された電力は、電子ディスプレイ及びユーザインタフェースに給電するために用いられ得る。電力の一部は、エネルギ蓄積デバイスに蓄積され得る。
【０１１２】
［00144］  装着型電子デバイスは、時計であってよい。時計は、電子ディスプレイ及び電力管理ユニットを収容するケースを含んでよい。ケースは、複数の部品から組み立てられ得る。電子ディスプレイは、時計ケースの上面に隣接して配置され得る。時計ケースの上面は透明材料を含んでよく、電子ディスプレイは、時計ケースの上面を通して可視であってよい。時計の部品は、上側、底側、又は両側から時計ケース内に組み立てられ得る。
【０１１３】
［00145］  図２９Ａ〜図２９Ｃは、ケースの上側から組み立てられる時計の例を示す。図２９Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、締付けネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図２９Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図２９Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計の上面は、トップガラス１０１及び密封ベゼル２８１０を含んでよい。時計の中心部分は、ケーストップ熱導体１０９を含んでよい。ユーザの身体表面と接触する部分であり得る時計の底部分は、インシュレータリング１１７、１又は複数のＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図２９Ｃは、ケースの上側から組み立てられる時計の例の部品の分解図である。部品は、トップガラス１０１、ガラス密封ガスケット２８２０、締付けネジ１２０、密封ベゼル２８１０、Ｏリング２８５０、化粧文字盤２８３０、エレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０、フレキシブルプリント回路１１４、ケーストップ導体１０９、Ｏリング２８５０、ラグ付きインシュレータリング２８６０、ＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。ケースバック導体１１９は、ユーザの身体表面から熱を収集してよい。熱は、ＴＥＧ１１５を通って排熱ユニットへ向けられ得る。排熱ユニットは、ケーストップ導体１０９であってよい。ケーストップ導体１０９は、熱放散を増加させるための伝導フィンを含んでよい。代替又は追加として、ケーストップ導体１０９は、熱放散を増加させるための穴を含んでよい。ラグは、インシュレータリング２８６０にあってよい。ラグは、熱の放散を助けなくてよい。ケースは、上側及び底側において密封され得る。ケースは、密封ガスケット２８２０及び密封ベゼル２８１０によって上側において密封され得る。密封ケースは、時計が水及び他の液体による損傷に耐えることを可能にし得る。密封ケースは、実質的に防水又は耐水であってよい。場合によっては、密封ケースは、耐水であるが防水でなくてもよい。
【０１１４】
［00146］  図３０Ａ〜図３０Ｃは、ケースの上側から組み立てられる時計の代替例を示す。図３０Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、締付けネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図３０Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図３０Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計の上面は、トップガラス１０１及び密封ベゼル２８１０を含んでよい。時計の中心部分は、ケーストップ熱導体１０９を含んでよい。ユーザの身体表面と接触する部分であり得る時計の底部分は、インシュレータリング１１７、１又は複数のＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図３０Ｃは、ケースの上側から組み立てられる時計の代替例の部品の分解図である。部品は、トップガラス１０１、ガラス密封ガスケット２８２０、締付けネジ１２０、密封ベゼル２８１０、Ｏリング２８５０、化粧文字盤２８３０、エレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０、フレキシブルプリント回路１１４、ラグ付きケーストップ導体３０１０、インシュレータリング１１７、及びケースバック導体１１９を含んでよい。ケースバック導体１１９は、ユーザの身体表面から熱を収集してよい。熱は、ＴＥＧ１１５を通って排熱ユニットへ向けられ得る。排熱ユニットは、ケーストップ導体３０１０であってよい。ケーストップ導体３０１０は、熱放散を増加させるための伝導フィン及びラグを含んでよい。代替又は追加として、ケーストップ導体３０１０は、熱放散を増加させるための穴を含んでよい。ラグは、熱の放散を助け得る。ケースは、上側及び底側において密封され得る。ケースは、密封ガスケット２８２０及び密封ベゼル２８１０によって上側において密封され得る。密封ケースは、時計が水及び他の液体からの損傷に耐えることを可能にし得る。密封ケースは、実質的に防水又は耐水であってよい。
【０１１５】
［00147］  図３１Ａ〜図３１Ｃは、ケースの底側から組み立てられる時計の例を示す。図３１Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、締付けネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図３１Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図３１Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計の上面は、トップガラス１０１を含んでよく、時計の中央部分は、ケーストップ熱導体１０９を含んでよい。ユーザの身体表面と接触する部分であり得る時計の底部分は、熱スプレッダ板３１１０、１又は複数のＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図３１Ｃは、ケースの底側から組み立てられる時計の例の部品の分解図である。部品は、トップガラス１０１、ガラス密封ガスケット２８２０、化粧ネジ１１８、エレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０、フレキシブルプリント回路１１４、ケーストップ導体１０９、熱スプレッダ板３１１０、締付けネジ１２０、Ｏリング２８５０、ラグ付きインシュレータリング２８６０、ＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。ケースバック導体１１９は、ユーザの身体表面から熱を収集してよい。熱は、ＴＥＧ１１５を通って排熱ユニットへ向けられ得る。排熱ユニットは、ケーストップ導体１０９であってよい。ケーストップ導体１０９は、熱放散を増加させるための伝導フィンを含んでよい。代替又は追加として、ケーストップ導体１０９は、熱放散を増加させるための穴を含んでよい。ラグは、インシュレータリング２８６０に配置され得る。ラグは、熱の放散を助けなくてよい。ケースは、上側及び底側において密封され得る。ケースは、Ｏリング２８５０及び締付けネジ１２０によって底側において密封され得る。底側から組み立てられる時計は、上側から組み立てられる時計よりも水及び液体からの損傷に対し高い耐性を持つことを可能にし得る。密封ケースは、実質的に防水又は耐水であってよい。
【０１１６】
［00148］  図３２Ａ〜図３２Ｅは、ケースの底側から組み立てられ、個別のねじ込み底面サブアセンブリを含む時計の代替例を示す。図３２Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、化粧ネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図３２Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図３２Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計の上面は、トップガラス１０１を含んでよく、時計の中心部分は、ネジ式ケーストップ導体３２１０を含んでよい。ユーザの身体表面と接触する部分であり得る時計の底部分は、ネジ式熱スプレッダ板３２２０、ラグ付きインシュレータリング２８６０、１又は複数のＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図３２Ｃは、ケースの底側から組み立てられる時計の代替例の部品の分解図である。部品は、トップガラス１０１、ガラス密封ガスケット２８２０、化粧ネジ１１８、ネジ式ケーストップ導体３２１０、化粧文字盤２８３０、エレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０、ラグ付きインシュレータリング２８６０、及びネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０を含んでよい。ネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０は、集熱ユニット及び熱電素子を備えてよい。絶縁リング２８６０は、ラグを備えてよい。ラグは、熱の放散を助けなくてもよい。
【０１１７】
［00149］  図３２Ｄは、ケースの底側から組み立てられる時計に関するエレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０の分解図である。部品は、主要ＰＣＢ１０４、ＦＰＣ１１４、ディスプレイ保持器１０２、電子ディスプレイ１０３、及び光導体３３２０を含んでよい。
【０１１８】
［00150］  図３２Ｅは、ケースの底側から組み立てられる時計に関するネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０の例の分解図である。部品は、締付けネジ１２０、フレキシブルプリント回路１１４、インシュレータスペーサ１１３、ネジ式熱スプレッダ板３２１０、ＴＥＧ１１５、Ｏリング２８５０、インシュレータリング１１７、及びケースバック導体１１９を含んでよい。ネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０は、ネジ式ケーストップ導体３２１０のネジ山と噛み合ってよい。ネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０のネジ山は、熱の放散を助け得る。ネジ式ケース底面サブアセンブリ３２３０をネジ式ケーストップ導体３２１０に螺入することにより、時計が密封され得る。時計は、水及び他の液体による損傷に耐え得る。時計は、実質的に防水又は耐性であってよい。
【０１１９】
［00151］  図３３Ａ〜図３３Ｅは、ケースの底側から組み立てられ、個別のスナップイン底面サブアセンブリを含む時計の代替例を示す。図３３Ａは、時計のフェイスの図である。時計のフェイスは、化粧文字盤、化粧ネジ、ラグ、及びボタン及びノブを含んでよい。図３３Ｂは、時計の中心の断面図を示す。時計の中心は、図３３Ａにおける直線Ａ〜Ａによって定められる。時計の上面は、トップガラス１０１を含んでよく、時計の中心部分は、スナップインケーストップ導体３３１０を含んでよい。ユーザの身体表面と接触する部分であり得る時計の底部分は、ラグ付きスナップイン熱スプレッダ板３３２０、インシュレータリング１１７、１又は複数のＴＥＧ１１５、及びケースバック導体１１９を含んでよい。図３３Ｃは、ケースの底側から組み立てられる時計の代替例の部品の分解図である。部品は、化粧ネジ１１８、トップガラス１０１、ガラス密封ガスケット２８２０、スナップインケーストップ導体３３１０、化粧文字盤２８３０、エレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０、Ｏリング２８５０、及びスナップインケース底面サブアセンブリ３３３０を含んでよい。スナップインケース底面サブアセンブリ３３３０は、集熱ユニット及び熱電素子を備えてよい。スナップインケース底面サブアセンブリ３３３０は、追加としてラグを備えてよい。ラグは、熱の放散を助け得る。
【０１２０】
［00152］  図３２Ｄは、ケースの底側から組み立てられる時計に関するエレクトロニクス及びディスプレイサブアセンブリ２９１０の分解図である。部品は、主要ＰＣＢ１０４、ＦＰＣ１１４、ディスプレイ保持器１０２、電子ディスプレイ１０３、及び光導体３３２０を含んでよい。
【０１２１】
［00153］  図３２Ｅは、ケースの底側から組み立てられる時計に関するスナップインケース底面サブアセンブリ３３３０の例の分解図である。部品は、締付けネジ１２０、フレキシブルプリント回路１１４、インシュレータスペーサ１１３、スナップイン熱スプレッダ板３３１０、ＴＥＧ１１５、Ｏリング２８５０、インシュレータリング１１７、及びケースバック導体１１９を含んでよい。スナップインケース底面サブアセンブリは、スナップインケーストップ導体３３１０の対応する特徴と噛み合ってよい。スナップインケース底面サブアセンブリ３３３０をスナップインケーストップ導体３３１０に嵌め込むことによって、時計が密封され得る。時計は、水及び他の液体による損傷に耐え得る。時計は、実質的に防水又は耐水であってよい。
【０１２２】
熱電素子、デバイス、及びシステム
［00154］  本開示は、例えば加熱及び／又は冷却アプリケーション、発電、消費者アプリケーション、及び産業アプリケーションなどの様々なアプリケーションにおける使用に利用され得る熱電素子、デバイス、及びシステムを提供する。そのような熱電素子は、例えば時計など本開示の装着型デバイスとともに使用され得る。いくつかの例において、熱電材料は、消費者電子デバイス（例えばスマートウォッチ、ポータブル電子デバイス、及びヘルス／フィットネストラッキングデバイス）において使用される。別の例として、本開示の熱電材料は、例えば熱損失が存在する場所で、産業環境において使用され得る。そのような場合、熱は熱電デバイスによって捕捉され、電力を生成するために用いられ得る。
【０１２３】
［00155］  本開示の熱電デバイスは、そのようなデバイスにわたる温度勾配の適用時に電力を生成するために用いられ得る。そのような電力は、例えば消費者電子デバイスなど様々な種類のデバイスに電気エネルギを供給するために用いられ得る。
【０１２４】
［00156］  本開示の熱電デバイスは、様々な非限定的利点及び利益を有し得る。場合によっては、熱電デバイスは、大幅に高いアスペクト比、ホール又はワイヤの均一性、及び最適な熱電デバイス性能のために適切であり得る性能指数、ＺＴを有することができる。性能指数に関して、Ｚは、動作係数（ＣＯＰ）及び熱電デバイスの効率の指標であってよく、Ｔは、熱電デバイスの高温及び低温側面の平均温度であってよい。いくつかの実施形態において、熱電素子又は熱電デバイスの性能指数（ＺＴ）は、２５℃で少なくとも約０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、又は３．０である。場合によっては、性能指数は、２５℃で約０．０１〜３、０．１〜２．５、０．５〜２．０、又は０．５〜１．５である。
【０１２５】
［00157］  性能指数（ＺＴ）は、温度の関数であってよい。場合によっては、ＺＴは温度に伴い増加する。例えば２５℃で０．５のＺＴを有する熱電は、１００℃でより大きいＺＴを有し得る。
【０１２６】
［00158］  本開示の熱電デバイスは、ナノ構造（例えばホール又はワイヤ）のアレイを各々が備える電極を有してよい。ナノ構造のアレイは、複数のホール又は例えばワイヤ（例えばナノワイヤ）などの細長構造を含んでよい。ホール又はワイヤは秩序があり、均一なサイズ及び分布を有してよい。あるいは、ホール又はワイヤは秩序がなく、均一な分布を有さなくてもよい。いくつかの例において、ホール又はワイヤに関する長距離秩序は存在しない。場合によっては、ホール又はワイヤは、ランダムな方向に互いに交差してよい。パターン化された又は無秩序なパターンのナノ構造（例えばホール又はワイヤ）を形成する方法は、本明細書のどこかに記載される。
【０１２７】
［00159］  本開示は、可撓性又は実質的に可撓性である熱電素子を提供する。可撓性材料は、塑性変形を伴わずに形状に合わせ、捻り、曲げることができる材料であってよい。これによって、例えば熱源又は熱シンクとの接触面積が重要である環境などの様々な環境において熱電素子が使用されることができる。例えば可撓性熱電素子は、例えば熱電素子を熱源又は熱シンクに巻き付けることによって、熱源又は熱シンクとの効率的な接触をもたらし得る。
【０１２８】
［00160］  熱電デバイスは、１又は複数の熱電素子を含んでよい。熱電素子は可撓性であってよい。個々の熱電素子は、可撓性であり得る少なくとも１つの半導体基板を含んでよい。場合によっては、熱電素子の個々の半導体基板は、互いに隣接して配置された時に可撓性熱電素子をもたらすように、剛性であるが非常に薄い（例えば５００ｎｍ〜１ｍｍ又は１マイクロメートル〜０．５ｍｍ）。同様に、熱電デバイスの個々の熱電素子は、互いに隣接して配置された時に可撓性熱電デバイスをもたらすように、剛性であるが非常に薄くあってよい。
【０１２９】
［00161］  図６は、本開示のいくつかの実施形態に係る熱電デバイス６００を示す。熱電デバイス６００は、熱電デバイス６００の第１の電極セット６０３と第２の電極セット６０４との間に配置されたｎ型６０１及びｐ型６０２素子を含む。第１の電極セット６０３は、図示したように、隣接するｎ型６０１及びｐ型素子を連結する。
【０１３０】
［00162］  電極６０３及び６０４は、それぞれ高温側面材料６０５及び低温側面材料６０６と接触する。いくつかの実施形態において、高温側面材料６０５及び低温側面材料６０６は、電気的に絶縁されるが熱的に伝導性である。電極６０３及び６０４への電位の印加は電流をもたらし、熱電デバイス６００にわたる温度勾配（ΔＴ）を発生させる。温度勾配（ΔＴ）は、高温側面材料６０５における第１の温度（平均）Ｔ１から、低温側面材料６０６における第２の温度（平均）Ｔ２に及び、Ｔ１＞Ｔ２である。温度勾配は、加熱及び冷却目的で使用され得る。
【０１３１】
［00163］  熱電デバイス６００のｎ型６０１及びｐ型６０２素子は、例えばナノ構造など、数ナノメートルから数マイクロメートルの寸法を有する構造で形成され得る。いくつかの例において、ナノ構造は、ホールのアレイ（すなわちメッシュ）として提供され得るホール又は介在物である。他の状況において、ナノ構造は、例えばナノワイヤなどの棒状構造である。場合によっては、棒状構造は、横方向に互いに分離される。
【０１３２】
［00164］  場合によっては、ｎ型６０１及び／又はｐ型６０２素子は、温度勾配の方向に沿って配向されたワイヤ又はホールのアレイで形成される。ワイヤは、第１の電極セット６０３から第２の電極セット６０４へ伸長してよい。他の場合、ｎ型６０１及び／又はｐ型６０２素子は、温度勾配に対して約０°〜９０°の角度を付けられた方向に沿って配向されたホールのアレイで形成される。一例において、ホールアレイは、温度勾配に直交する。場合によっては、ホール又はワイヤは、およそ数ナノメートル〜数マイクロメートルの寸法を有する。場合によっては、ホールはナノメッシュを画定してよい。
【０１３３】
［00165］  図７は、本開示の実施形態に係る、ホールアレイ７０１（円で囲んだホールを指す）を有する熱電素子７００の略斜視図である。ホールアレイは、本明細書において「ナノメッシュ」と称され得る。図８及び図９は、熱電素子７００の透視上面図及び側面図である。素子７００は、本明細書のどこかで説明するようなｎ型又はｐ型素子であってよい。ホールアレイ７０１は、数ナノメートル又はそれ以下から最大数ミクロン、数ミリメートル、又はそれ以上の幅を有し得る個々のホール７０１ａを含む。いくつかの実施形態において、ホールは、約１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は５ｎｍ〜１００ｎｍ、又は１０ｎｍ〜３０ｎｍの幅（又は円形の場合、径）（「ｄ」）を有する。ホールは、約数ナノメートル又はそれ以下から最大数ミクロン、数ミリメートル、又はそれ以上の長さ（「Ｌ」）を有してよい。いくつかの実施形態において、ホールは、約０．５ミクロン〜１センチメートル、又は１ミクロン〜５００ミリメートル、又は１０ミクロン〜１ミリメートルの長さを有する。
【０１３４】
［00166］  ホール７０１ａは、基板７００ａに形成される。場合によっては、基板７００ａは、例えばカーボン（例えばグラファイト又はグラフェン）、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、シリサイド、シリコンゲルマニウム、テルル化ビスマス、テルル化鉛、酸化物（例えばＳｉＯｘ、「ｘ」はゼロより大きい数）、窒化ガリウム、テルル銀ゲルマニウムアンチモン（ＴＡＧＳ）含有合金などの固体材料である。例えば基板７００ａは、ＩＶ族材料（例えばシリコン又はゲルマニウム）又はＩＩＩ‐Ｖ族材料（例えばガリウムヒ素）であってよい。基板７００ａは、１又は複数の半導体を備える半導体材料で形成され得る。半導体材料は、ｎ型又はｐ型素子の場合それぞれｎ型又はｐ型ドープされ得る。
【０１３５】
［00167］  場合によっては、ホール７０１ａは、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２、ＣＯ２、Ｏ２、又はこれらの組み合わせなどのガスで充填される。他の場合、ホール７０１ａは真空状態である。あるいはホールは、半導体材料、絶縁（又は誘電）材料、又はガス（例えばＨｅ、Ａｒ、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２）で充填（例えば部分的に充填又は全体的に充填）され得る。
【０１３６】
［00168］  素子７００の第１の端部７０２及び第２の端部７０３は、例えばシリコン又はシリサイドなどの半導体含有材料を有する基板と接触していてよい。基板は、各端部７０２及び７０３における電極との電気的コンタクトの提供を助け得る。あるいは基板は排除されてよく、第１の端部７０２及び第２の端部７０３は、それぞれ第１の電極（不図示）及び第２の電極（不図示）と接触してよい。
【０１３７】
［00169］  いくつかの実施形態において、ホール７０１ａは、実質的に単分散である。単分散ホールは、実質的に同じサイズ、形状、及び／又は分布（例えば断面分布）を有してよい。他の実施形態において、ホール７０１ａは、ホール７０１ａが必ずしも単分散ではないように様々なサイズのホールの領域に分散する。例えばホール７０１ａは、多分散であってよい。多分散ホールは、少なくとも約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、又は５０％互いにずれた形状、サイズ、及び／又は配向を有してよい。いくつかの状況において、デバイス７００は、第１の径を有する第１のホールセット及び第２の径を有する第２のホールセットを含む。第１の径は第２の径よりも大きい。他の場合、デバイス７００は、様々な径を有する２つ以上のホールセットを含む。
【０１３８】
［00170］  ホール７０１ａは、様々なパッキング配列を有してよい。場合によっては、ホール７０１ａは、上面から見た時（図８を参照）、六角形の密なパッキング配列を有する。
【０１３９】
［00171］  いくつかの実施形態において、ホールアレイ７０１内のホール７０１ａは、約１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は５ｎｍ〜１００ｎｍ、又は１０ｎｍ〜３０ｎｍの中心間隔を有する。場合によっては、中心間隔は等しく、これは単分散ホール７０１ａの場合であってよい。他の場合、中心間隔は、様々な径及び／又は配列を有するホールグループごとに様々であってよい。
【０１４０】
［00172］  ホール７０１の寸法（長さ、幅）及びパッキング配列、及び素子７００の材料及びドーピング構成（例えばドーピング濃度）は、素子７００及び素子７００を有する熱電デバイスの所定の導電率及び熱伝導率をもたらすように選択され得る。例えば、ホール７０１の径及びパッキング構成は、熱伝導率を最小にするために選択されてよく、ドーピング濃度は、素子７００の導電率を最大にするために選択され得る。
【０１４１】
［00173］  基板７００ａのドーピング濃度は、少なくとも約１０１８ｃｍ−３、１０１９ｃｍ−３、１０２０ｃｍ−３、又は１０２１ｃｍ−３であってよい。いくつかの例において、ドーピング濃度は、約１０１８〜１０２１ｃｍ−３、又は１０１９〜１０２０ｃｍ−３である。ドーピング濃度は、熱電素子としての使用に適した抵抗率を提供するように選択され得る。基板７００ａの抵抗率は、少なくとも約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．０１ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．１ｏｈｍ‐ｃｍであってよく、場合によっては約１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、０．１ｏｈｍ‐ｃｍ以下であってよい。いくつかの例において、基板７００ａの抵抗率は、約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．１ｏｈｍ‐ｃｍである。
【０１４２】
［00174］  ホールアレイ７０１は、少なくとも約１．５：１、又は２：１、又は５：１、又は１０：１、又は２０：１、又は５０：１、又は１００：１、又は１０００：１、又は５，０００：１、又は１０，０００：１、又は１００，０００：１、又は１，０００，０００：１、又は１０，０００，０００：１、又は１００，０００，０００：１、又はそれ以上のアスペクト比（例えば個々のホール７０１ａの幅で割った素子７００の長さ）を有してよい。
【０１４３】
［00175］  ホール７０１は、秩序があり、均一なサイズ及び分布を有してよい。あるいはホール７０１は、秩序がなく、均一な分布を有さなくてもよい。例えばホール７０１は、ホール７０１のパターンに関する長距離秩序が存在しないように、無秩序であってよい。
【０１４４】
［00176］  いくつかの実施形態において、熱電素子は、ワイヤアレイを含んでよい。ワイヤアレイは、例えば棒状構造である個々のワイヤを含んでよい。
【０１４５】
［00177］  素子７００のホールアレイの代替例として、ホールは、秩序がなく、均一な分布を有さなくてよい。いくつかの例において、ホールに関して長距離秩序は存在しない。場合によっては、ホールは、ランダムな方向に互いに交差してよい。ホールは、例えば様々な方向にホールから突出する２次ホールなどの交差ホールを含んでよい。２次ホールは、追加の２次ホールを有してよい。ホールは、様々なサイズを有してよく、均一ではなくランダムであってよい様々な方向に並べられ得る。
【０１４６】
［00178］  図１０は、本開示の実施形態に係る熱電素子１０００の略透視上面図である。図１１は、熱電素子１０００の略透視上面図である。熱電素子１０００は、本明細書において提供されるデバイス、システム、及び方法とともに使用され得る。素子１０００は、個々のワイヤ１００１ａを有するワイヤアレイ１００１を含む。いくつかの実施形態において、ワイヤは、約１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は５ｎｍ〜１００ｎｍ、又は１０ｎｍ〜３０ｎｍの幅（又は円形の場合、径）（「ｄ」）を有する。ワイヤは、約数ナノメートル又はそれ以下から数ミクロン、数ミリメートル、又はそれ以上の長さ（「Ｌ」）を有してよい。いくつかの実施形態において、ワイヤは、約０．５ミクロン〜１センチメートル、又は１ミクロン〜５００ミリメートル、又は１０ミクロン〜１ミリメートルの長さを有する。
【０１４７】
［00179］  いくつかの実施形態において、ワイヤ１００１ａは、実質的に単分散である。単分散ワイヤは、実質的に同じサイズ、形状、及び／又は分布（例えば断面分布）を有してよい。他の実施形態において、ワイヤ１００１ａは、ワイヤ１００１ａが必ずしも単分散ではないように、様々なサイズのワイヤの領域に分散する。例えば、ワイヤ１００１ａは多分散であってよい。多分散ワイヤは、少なくとも約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、又は５０％互いにずれた形状、サイズ、及び／又は配向を有してよい。
【０１４８】
［00180］  いくつかの実施形態において、ワイヤアレイ１００１内のワイヤ１００１ａは、約１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は５ｎｍ〜１００ｎｍ、又は１０ｎｍ〜３０ｎｍの中心間隔を有する。場合によっては、中心間隔は等しく、これは単分散ワイヤ１００１の場合であってよい。他の場合、中心間隔は、様々な径及び／又は配列を有するワイヤグループごとに様々であってよい。
【０１４９】
［00181］  いくつかの実施形態において、ワイヤ１００１ａは、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、シリサイド合金、シリコンゲルマニウム合金、テルル化ビスマス、テルル化鉛、酸化物（例えばＳｉＯｘ、「ｘ」はゼロより大きい数）、窒化ガリウム、及びテルル銀ゲルマニウムアンチモン（ＴＡＧＳ）含有合金といった半導体材料などの固体材料で形成される。ワイヤ１００１ａは、本明細書で開示されるもの以外の材料で形成されてよい。ワイヤ１００１ａは、ｎ型ドーパント又はｐ型ドーパントでドープされ得る。半導体材料のドーピング濃度は、少なくとも約１０１８ｃｍ−３、１０１９ｃｍ−３、１０２０ｃｍ−３、又は１０２１ｃｍ−３であってよい。いくつかの例において、ドーピング濃度は、約１０１８〜１０２１ｃｍ−３、又は１０１９〜１０２０ｃｍ−３である。半導体材料のドーピング濃度は、熱電素子としての使用に適した抵抗率を提供するように選択され得る。半導体材料の抵抗率は、少なくとも約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．０１ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．１ｏｈｍ‐ｃｍであってよく、場合によっては約１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、０．１ｏｈｍ‐ｃｍ以下であってよい。いくつかの例において、半導体材料の抵抗率は、約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．１ｏｈｍ‐ｃｍである。
【０１５０】
［00182］  いくつかの実施形態において、ワイヤ１００１ａは、素子１０００の第１の端部１００２及び第２の端部１００３において半導体基板に取り付けられる。半導体基板は、個々のワイヤ１００１ａのｎ型又はｐ型ドーピング構成を有してよい。他の実施形態において、第１の端部１００２及び第２の端部１００３におけるワイヤ１００１ａは、半導体基板に取り付けられず、電極に取り付けられ得る。例えば、第１の電極（不図示）は、第１の端部１００２と電気的に接触し、第２の電極は、第２の端部１００３と電気的に接触してよい。
【０１５１】
［00183］  図１１を参照すると、ワイヤ１００１ａ間の間隔１００４は、真空又は様々な材料で充填され得る。いくつかの実施形態において、ワイヤは、例えば化学蒸着又は原子層蒸着などの気相堆積を用いて堆積された、例えば二酸化ケイ素、二酸化ゲルマニウム、酸化ガリウムヒ素、スピンオンガラス、及び他の絶縁体などの電気絶縁材料によって互いに横方向に分離される。他の実施形態において、ワイヤは、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２、ＣＯ２、Ｏ２、又はこれらの組み合わせなどのガス又は真空によって互いに横方向に分離される。
【０１５２】
［00184］  ワイヤアレイ１００１は、少なくとも約１．５：１、又は２：１、又は５：１、又は１０：１、又は２０：１、又は５０：１、又は１００：１、又は１０００：１、又は５，０００：１、又は１０，０００：１、又は１００，０００：１、又は１，０００，０００：１、又は１０，０００，０００：１、又は１００，０００，０００：１、又はそれ以上のアスペクト比（個々のワイヤ１００１ａの幅で割った素子１０００の長さ）を有してよい。場合によっては、素子１０００の長さ及び個々のワイヤ１００１ａの長さは実質的に同じである。
【０１５３】
［00185］  本明細書に提供される熱電素子は、冷却及び／又は加熱、及び場合によっては発電に使用するために熱電デバイスに組み込まれ得る。いくつかの例において、デバイス６００は、発電デバイスとして使用され得る。一例において、デバイス６００は、デバイス６００の熱電素子及び電極にわたる温度勾配をもたらすことによって発電のために使用される。
【０１５４】
［00186］  素子１０００のワイヤアレイの代替例として、ワイヤは、秩序がなく、均一な分布を有さなくてよい。いくつかの例において、ワイヤに関して長距離秩序は存在しない。場合によっては、ワイヤは、ランダムな方向に互いに交差してよい。ワイヤは、様々なサイズを有してよく、均一ではなくランダムであってよい様々な方向に並べられ得る。
【０１５５】
［00187］  図１２は、本開示の実施形態に係る、ｎ型素子１２０１及びｐ型素子１２０２を有する熱電デバイス１２００を示す。ｎ型素子１２０１及びｐ型素子１２０２の各々は、例えばナノワイヤなどのワイヤアレイを含む。ワイヤアレイは、複数のワイヤを含んでよい。ｎ型素子１２０１は、ｎ型（又はｎドープ）ワイヤを含み、ｐ型素子１２０２は、ｐ型ワイヤを含む。ワイヤは、ナノワイヤ又は他の棒状構造であってよい。
【０１５６】
［00188］  隣接するｎ型素子１２０１及びｐ型素子１２０２は、電極１２０３及び１２０４を用いてそれらの端部において互いに電気的に接続される。デバイス１２００は、第１の熱伝導性電気絶縁層１２０５及び第２の熱伝導性電気絶縁層１２０６を素子１２０１及び１２０２の両端部に含む。
【０１５７】
［00189］  デバイス１２００は、電極１２０３及び１２０４と電気的に連通する端子１２０７及び１２０８を含む。端子１２０７及び１２０８へ電位を印加すると、それぞれｎ型及びｐ型素子１２０１及び１２０２にホール及び電子の流れが発生し、それによって素子１２０１及び１２０２にわたる温度勾配が生じる。第１の熱伝導性電気絶縁層１２０５は、デバイス１２００の低温側面であり、第２の熱伝導性電気絶縁層１２０６は、デバイス１２００の高温側面である。低温側面は、高温側面よりも低温である（すなわち低い動作温度を有する）。
【０１５８】
［00190］  図１３は、本開示の実施形態に係る、ｎ型素子１３０１及びｐ型素子１３０２を有する熱電デバイス１３００を示す。ｎ型素子１３０１及びｐ型素子１３０２は、それぞれｎ型及びｐ型半導体基板に形成される。各基板は、例えばナノホールなどのホールのアレイを含んでよい。ホールアレイは、複数のホールを含んでよい。個々のホールは、ｎ型又はｐ型素子の長さに広がってよい。ホールは単分散であってよく、その場合、ホール寸法及び中心間隔は実質的に一定であってよい。場合によっては、ホールアレイは、様々な中心間隔及びホール寸法（例えば幅又は径）を有するホールを含む。そのような場合、ホールは、単分散でなくてよい。
【０１５９】
［00191］  抜粋したｎ型素子１３０１及びｐ型素子１３０２は、それらの端部において電極１３０３及び１３０４によって互いに電気的に接続される。デバイス１３００は、第１の熱伝導性電気絶縁層（「第１層」）１３０５及び第２の熱伝導性電気絶縁層（「第２層」）１３０６を素子１３０１及び１３０２の両端部に含む。
【０１６０】
［00192］  デバイス１３００は、電極１３０３及び１３０４と電気的に連通する端子１３０７及び１３０８を含む。端子１３０７及び１３０８へ電位を印加すると、それぞれｎ型及びｐ型素子１３０１及び１３０２にホール及び電子の流れが発生し、それによって素子１３０１及び１３０２にわたる温度勾配が生じる。第１の熱伝導性電気絶縁層１３０５はデバイス１３００の低温側面であり、第２の熱伝導性電気絶縁層１３０６はデバイス１３００の高温側面である。低温側面は、高温側面よりも低温である（すなわち低い動作温度を有する）。
【０１６１】
［00193］  熱電デバイス１３００は、第３の熱導電性電気絶縁層１３０６から第１の熱導電性電気絶縁層１３０５への温度勾配を有する。場合によっては、ホールは、第１層１３０５から第２層１３０６へ方向付けられたベクトルに平行に配置される。他の場合、ホールは、ベクトルに対し０°よりも大きい角度を有して配置される。例えばホールは、ベクトルに対し少なくとも約１°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°、８０°、又は９０°の角度で配置され得る。
【０１６２】
［00194］  図１４は、ｎ型及びｐ型素子の基板に形成されたホールを有するｎ型素子１４０１及びｐ型素子１４０２を有する熱電デバイス１４００を示す。ホールは、デバイス１４００の電極１４０３及び１４０４に直交するベクトル（「Ｖ」）に垂直に方向付けられる。
【０１６３】
［00195］  本明細書において提供される熱電素子のワイヤ又はホールは、基板に形成され、例えば電極などの支持構造に実質的に反平行に配向され得る。いくつかの例において、ワイヤ又はホールは、支持構造に対し０°、又は１０°、又は２０°、又は３０°、又は４０°、又は５０°、又は６０°、又は７０°、又は８０°、又は８５°よりも大きい角度で配向される。例において、ワイヤ又はホールは、支持構造に対し約９０°の角度で配向される。電極は、熱電デバイスの電極であってよい。場合によっては、ワイヤ又はホールは、電極に実質的に平行に配向され得る。
【０１６４】
［00196］  図１２〜図１４のデバイスの代替例として、熱電デバイスは、個々のホール又はワイヤが様々なサイズ及び／又は分布を有し得るホール又はワイヤのアレイを有する熱電素子を有してよい。ホール又はワイヤのアレイは、秩序がなく、均一な分布を有さなくてよい。いくつかの例において、ホール又はワイヤに関して長距離秩序は存在しない。場合によっては、ホール又はワイヤは、ランダムな方向に互いに交差してよい。ホール又はワイヤは、例えば他のホール又はワイヤから様々な方向に突出する２次ホール又はワイヤなどの交差ホール又はワイヤを含んでよい。ホール又はワイヤは様々なサイズを有してよく、均一ではなくランダムであってよい様々な方向に並べられ得る。他の代替例として、熱電デバイスは、ホール又はワイヤの秩序アレイを有する少なくとも１つの熱電素子（ｐ又はｎ型）、及びホール又はワイヤの無秩序アレイを有する少なくとも１つの熱電素子（ｐ又はｎ型）を含んでよい。ホール又はワイヤの無秩序アレイは、秩序がなく均一な分布を有さないホール又はアレイを含んでよい。
【０１６５】
［00197］  本開示のホール又はワイヤは、最適化された熱電デバイス性能に適した表面粗さを有してよい。場合によっては、ホール又はワイヤの二乗平均粗さは、約０．１ｎｍ〜５０ｎｍ、又は１ｎｍ〜２０ｎｍ、又は１ｎｍ〜１０ｎｍである。粗さは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、又は例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）又は走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）など他の表面分析技術によって決定され得る。表面粗さは、表面波形によって特徴付けられ得る。
【０１６６】
熱電素子を形成するための方法
［00198］  本開示は、熱電素子を形成するための様々な方法を提供する。熱電素子は、電気化学エッチングを用いて形成され得る。場合によっては、熱電素子は、場合によっては触媒を使用せず、カソード又はアノードエッチングによって形成される。熱電素子は、金属触媒を使用せずに形成され得る。熱電素子は、エッチングされる基板の表面に金属被膜を加えずに形成され得る。これは、完全電気化学アノードエッチング及び適切なエッチ溶液及び電解液を用いて実行することもできる。あるいは熱電は、各々が参照によって本明細書に全体を組み込まれる、２０１２年７月１７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０４７０２１号、２０１３年１月１７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２１９００号、２０１３年８月１６日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０５５４６２号、２０１３年１０月２９日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６７３４６号において説明されるような、適切なエッチ溶液及び電解液内での金属触媒電気化学エッチングを用いて形成され得る。
【０１６７】
［00199］  熱電素子を形成するために触媒を使用しないことに関する様々な利益が本明細書において認識される。例において、非金属触媒エッチングは、金属（又は金属性）触媒の必要性を排除することによって、エッチング後に熱電素子から金属触媒を除去する洗浄ステップを含む処理ステップを少なくすることができる。また、金属触媒は高価であり得るため、製造コストの低減ももたらされ得る。金属触媒は、貴重及び／又は高価な金属材料（例えば金、銀、白金、又はパラジウム）を含んでよく、金属触媒の使用を排除することは、熱電素子を形成するコストを有利に低減することができる。また、非触媒プロセスは、より高い再現性及び制御性を有し得る。場合によっては、本明細書で説明される非触媒プロセスは、熱電素子の比較的小さい製造規模から熱電素子の比較的大きい製造規模まで拡大縮小することができる。
【０１６８】
［00200］  本開示は、例えば消費者又は産業アプリケーションなど様々なアプリケーションにおける使用のための熱電材料を形成するための方法を提供する。いくつかの例において、熱電材料は、消費者電子デバイス（例えばスマートウォッチ、ポータブル電子デバイス、及びヘルス／フィットネストラッキングデバイス）において用いられる。他の例として、本開示の熱電材料は、熱が捕捉され電力を生成するために用いられ得る、熱損失が存在する場所などで、産業環境において使用され得る。
【０１６９】
［00201］  本開示は、可撓性又は実質的可撓性熱電材料を形成するための方法を提供する。可撓性材料は、塑性変形又は破砕を伴わずに測定面に対して少なくとも約１°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、又は１８０°の角度に曲がる材料であってよい。可撓性材料は、可撓性材料の所与のエリアに加わる力（すなわち圧力）によって曲がり得る。塑性変形は、例えば３点試験（例えばインストロン伸長試験）又は引張試験によって測定され得る。代替又は追加として、可撓性材料は、３点試験（例えばインストロン伸長）又は引張試験によって測定された約２０％、１５％、１０％、５％、１％、又は０．１％以下の塑性変形において測定面に対し少なくとも約１°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、又は１８０°の角度に曲がる材料であってよい。可撓性材料は、実質的に柔軟な材料であってよい。可撓性材料は、表面に一致し、又は沿うことができる材料であってよい。そのような材料は、例えば消費者及び産業環境など様々な環境における使用のために利用され得る。本明細書の方法に従って形成された熱電素子は、様々な形状及び構成に形成され得る。そのような形状は、例えば所与の物体に一致するように、ユーザによる所望に応じて変更され得る。熱電素子は第１の形状を有し、形状又は構成が形成された後、熱電素子は第２の形状を有してよい。熱電素子は、第２の形状から初期形状へ変形することができる。
【０１７０】
［00202］  本開示の態様において、熱電デバイス（又は材料）は、アノードエッチングを用いて形成される。アノードエッチングは、エッチングされる基板との電気的接続を提供する電気化学エッチセル、基板と接触するエッチ溶液又は電解液を保持する１又は複数の貯蔵器、及びエッチングプロセスの分析測定又は監視のためのアクセスにおいて実行され得る。エッチ溶液及び／又は電解液は、水溶液を備えてよい。エッチ（又はエッチング）溶液及び／又は電解液は、塩基性、中性、又は酸性水溶液であってよい。エッチング溶液の例は、例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＩ）、臭化水素酸（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、又はこれらの組み合わせなどの酸を含む。エッチ溶液及び／又は電解液は、導電性溶液であってよい。例において、エッチセルは、電解液を備える溶液が入った上部貯蔵器を含む。上部貯蔵器は、エッチングされる基板に隣接して（例えばその上面に）位置してよい。エッチングされる基板は、触媒材料であり得る１又は複数の金属材料を実質的に有さなくてよい。エッチングされる基板は、金属被膜を有さなくてよい。いくつかの例において、エッチングされる基板は、ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定されるように、（例えば基板の表面において）約２５％、２０％、１５％、１０％、５％、１％、０．１％、０．０１％、０．００１％、０．０００１％、０．００００１％、又は０．０００００１％未満の金属含有率を有する。
【０１７１】
［00203］  エッチング溶液は、（重量で）約７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、又は１０％以下、場合によっては約１％、１０％、２０％、又は３０％以上の酸（例えばＨＦ）又は（重量百分率として示される）酸の濃度を含んでよい。いくつかの例において、（重量による）濃度は、約１％〜６０％、又は１０％〜５０％、又は２０％〜４５％である。エッチング溶液のバランスは、溶媒（例えば水）、及び例えばアルコール、カルボン酸、ケトン、及び／又はアルデヒドなどの添加物を含んでよい。いくつかの例において、添加物は、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、又はこれらの組み合わせなどのアルコールである。添加物は、例えば無秩序パターンを有するホールの実質的に均一な分布など、本開示の熱電素子における使用に適した特性を有するナノ構造（例えばホール）を形成する際、より低い電流密度の使用を可能にし得る。添加物は、２つ以上のホールの間隔の制御性の向上など、本開示の熱電素子における使用に適した特性を有するナノ構造（例えばホール）を形成する際、より低い電流密度の使用を可能にし得る。添加物は、最大約５ｎｍである２つ以上のホールの間隔など、本開示の熱電素子における使用に適した特性を有するナノ構造（例えばホール）を形成する際、より低い電流密度の使用を可能にし得る。添加物は、例えば最大約２０ｎｍの２つ以上のホールの間隔など、本開示の熱電素子における使用に適した特性を有するナノ構造（例えばホール）を形成する際、より低い電流密度の使用を可能にし得る。添加物は、例えば最大約１００ｎｍの２つ以上のホールの間隔など、本開示の熱電素子における使用に適した特性を有するナノ構造（例えばホール）を形成する際、より低い電流密度の使用を可能にし得る。
【０１７２】
［00204］  電流は、エッジ又は背面コンタクトを用いて基板へ及び／又は基板を通って、溶液／電解液を介し、対電極へ供給され得る。対電極は、上部貯蔵器と電気的に連通してよく、場合によっては上部貯蔵器内に位置してよい。場合によっては、対電極は、基板の上面に隣接又は接触する。エッチセルの本体は、エッチ溶液又は電解液（例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリプロピレン、ＨＤＰＥ）に不活性の材料から製造され得る。エッジ又は背面コンタクトは、基板上の金属コンタクトを含んでよく、あるいは適切な電解液を用いた液体コンタクトであってよい。対電極は、適切な電極材料で構成されたワイヤ又はメッシュを含んでよい。エッチセルは、溶液の流動を維持するための機械パドル又は超音波撹拌器を含んでよく、あるいはセル全体が回され、回転され、又は振り動かされてもよい。いくつかの例において、エッチング中又はエッチング前に溶液を撹拌することは、エッチング均一性の向上をもたらし得る。これは、エッチング中に電解液が循環することを可能にし得る。他の例において、エッチセルは、１又は複数の溶液／電解液を有する１又は複数の再循環貯蔵器及びエッチチャンバを含んでよい。
【０１７３】
［00205］  例において、パターン化されていない基板は、最大５又はそれ以上の電極接続が設けられた反応空間内に装填される。１つの電極は、基板背面とオーミック接触しており（作用電極）、エッチング電解液から隔離される。１つの電極は、基板背面とオーミック接触してよく（作用電極）、エッチング電解液と接触していなくてよい。別の電極（対電極）は、電解液に浸漬されるが基板と直接接触せず、電解液を通って基板作用電極へ電流を流すために用いられ得る。別の電極（参照電極）は、電解液に浸漬され、場合によってはフリットを用いて作用電極及び対電極の両方から隔離され、既知又は所定の参照標準を用いてエッチセルの作動電位を感知するために用いられる。他の２つ以上の電極は、外部電界を確立するために反応空間の外側に配置され得る。場合によっては、少なくとも２つの電極（作用電極及び対電極）が必要である。
【０１７４】
［00206］  反応空間は、様々な方法で用いられ得る。１つのアプローチにおいて、反応空間は、基板背面を介してアノード電流を適切な電解質に通すことによって２電極構成において用いられ得る。電解質は例えば、例えば水などの希釈剤を含む液体混合物、又は例えばフッ化水素酸などのフッ化物含有試薬、又は例えば過酸化水素などの酸化剤であってよい。電解質は、界面活性剤及び／又は変性剤を含んでよい。作用電位は、３電極構成における対電極を用いて陽極酸化中に感知され得る。陽極酸化は、反応空間の外側に位置する電極を用いてＤＣ又はＡＣ外部場が存在する場合に実行され得る。
【０１７５】
［00207］  アノードエッチングにおいて、半導体の電圧／電流支援エッチングは、電圧／電流に依存する速度での半導体のエッチングをもたらし得る。エッチングレート、エッチング深さ、エッチング形態、孔密度、孔構造、内部表面積及び表面粗さは、電圧／電流、エッチ溶液／電解液組成、及び他の添加物、圧力／温度、正面／背面照明、及びかきまぜ／撹拌によって制御され得る。これらは、半導体の結晶配向性、ドーパント型、抵抗率（ドーピング濃度）、及び成長過程（例えばフロートゾーン又はチョクラルスキー）によっても制御され得る。半導体の抵抗率は、少なくとも約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．０１ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．１ｏｈｍ‐ｃｍであってよく、場合によっては約１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、０．１ｏｈｍ‐ｃｍ以下であってよい。いくつかの例において、半導体の抵抗率は、約０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜１ｏｈｍ‐ｃｍ、０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．５ｏｈｍ‐ｃｍ、又は０．００１ｏｈｍ‐ｃｍ〜０．１ｏｈｍ‐ｃｍである。
【０１７６】
［00208］  電圧／電流制御を用いた半導体基板のエッチング中、基礎をなす電極を用いて基板に電位又はバイアス（例えば直流バイアス）が印加される。その結果、半導体基板がエッチングされ得る。アノードエッチングの結果として、半導体の熱伝導性は著しく低下し得る。いくつかの例において、印加バイアスを用いることにより、多孔性（質量損失）が制御及び調整され、その結果、熱及び電気特性が制御され得る。他の例において、特定のエッチ溶液／電解液組成及び／又は添加物を用いることにより、多孔性が制御され得る。また他の例において、上述したあらゆる変数を用いることにより、多孔性が制御され得る。
【０１７７】
［00209］  場合によっては、半導体基板はパターン化されておらず、場合によってはパターン化されている。パターン化されていないエッチングにおいて、基板はセル内で直接エッチングされる。パターン化されたエッチングにおいて、エッチングを妨げる阻止層が最初に半導体の上に設けられ、次に特定の場所に移動される。この層は、任意の適切な方法（例えば化学蒸着、回転塗布、酸化）で形成され、適切なマスク（例えばフォトリソグラフィ）を用いて所望の位置における次のステップ（例えばプラズマエッチング、反応イオンエッチング、スパッタリング）において除去され得る。あるいは阻止層は、直接堆積（例えばディップペンリソグラフィ、インクジェットプリント、ステンシルを介したスプレー塗布）され得る。その後、阻止層におけるパターンのネガティブレプリカは、アノードエッチング中に基板に移される。
【０１７８】
［00210］  エッチングは、適切なエッチ溶液／電解液が存在する場合に、半導体基板に電気電位（「電位」）を印加することによって実行され得る。電位は例えば、例えばグラウンドなどの基準に対して少なくとも約＋０．０１Ｖ、＋０．０２Ｖ、＋０．０３Ｖ、＋０．０４Ｖ、＋０．０５Ｖ、＋０．０６Ｖ、＋０．０７Ｖ、＋０．０８Ｖ、＋０．０９Ｖ、＋０．１Ｖ、＋０．２Ｖ、＋０．３Ｖ、＋０．４Ｖ、＋０．５Ｖ、＋０．６Ｖ、＋０．７Ｖ、＋０．８Ｖ、＋０．９Ｖ、＋１．０Ｖ、＋２．０Ｖ、＋３．０Ｖ、＋４．０Ｖ、＋５．０Ｖ、＋１０Ｖ、＋２０Ｖ、＋３０Ｖ、＋４０Ｖ、又は＋５０Ｖであってよい。いくつかの例において、電位は、基準に対して約＋０．０１Ｖ〜＋２０Ｖ、＋０．１Ｖ〜１０Ｖ、又は＋０．５Ｖ〜５Ｖである。いくつかの例において、電位は、約＋０．０１Ｖ〜０．０５Ｖ、＋０．０６Ｖ〜０．１Ｖ、＋０．２Ｖ〜０．５Ｖ、＋０．６Ｖ〜１．０Ｖ、＋２．０Ｖ〜５．０Ｖ、＋１０Ｖ〜２０Ｖ、＋２０Ｖ〜３０Ｖ、＋３０Ｖ〜４０Ｖ、又は＋４０Ｖ〜５０Ｖの範囲であってよい。いくつかの例において、電位は、約＋０．５Ｖ〜５Ｖ又は約＋１Ｖ〜５Ｖである。
【０１７９】
［00211］  エッチングは、場合によっては適切なエッチ溶液／電解液がある場合に、電気電流（「電流」）を半導体基板に印加し、又は流すことによって実行され得る。電流は、基板に電位を印加すると基板に印加され得る。電流は、例えば１平方センチメートル当たり少なくとも約＋０．０１ミリアンペア（ｍＡ／ｃｍ２）、＋０．１ｍＡ／ｃｍ２、＋０．２ｍＡ／ｃｍ２、＋０．３ｍＡ／ｃｍ２、＋０．４ｍＡ／ｃｍ２、＋０．５ｍＡ／ｃｍ２、＋０．６ｍＡ／ｃｍ２、＋０．７ｍＡ／ｃｍ２、＋０．８ｍＡ／ｃｍ２、＋０．９ｍＡ／ｃｍ２、＋１．０ｍＡ／ｃｍ２、＋２．０ｍＡ／ｃｍ２、＋３．０ｍＡ／ｃｍ２、＋４．０ｍＡ／ｃｍ２、＋５．０ｍＡ／ｃｍ２、＋６．０ｍＡ／ｃｍ２、＋７．０ｍＡ／ｃｍ２、＋８．０ｍＡ／ｃｍ２、＋９．０ｍＡ／ｃｍ２、＋１０ｍＡ／ｃｍ２、＋２０ｍＡ／ｃｍ２、＋３０ｍＡ／ｃｍ２、＋４０ｍＡ／ｃｍ２、＋５０ｍＡ／ｃｍ２、＋６０ｍＡ／ｃｍ２、＋７０ｍＡ／ｃｍ２、＋８０ｍＡ／ｃｍ２、＋９０ｍＡ／ｃｍ２、＋１００ｍＡ／ｃｍ２、＋２００ｍＡ／ｃｍ２、＋３００ｍＡ／ｃｍ２、＋４００ｍＡ／ｃｍ２、＋５００ｍＡ／ｃｍ２、＋６００ｍＡ／ｃｍ２、＋７００ｍＡ／ｃｍ２、＋８００ｍＡ／ｃｍ２、＋９００ｍＡ／ｃｍ２、＋１０００ｍＡ／ｃｍ２、又はそれ以上の電流密度を有してよい。いくつかの例において、電流密度は、約０．０１ｍＡ／ｃｍ２〜２０ｍＡ／ｃｍ２、０．０５ｍＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２、又は０．０１ｍＡ／ｃｍ２〜５ｍＡ／ｃｍ２の範囲である。いくつかの例において、電流密度は、約＋０．１ｍＡ／ｃｍ２〜＋０．５ｍＡ／ｃｍ２、＋０．６ｍＡ／ｃｍ２〜＋１．０ｍＡ／ｃｍ２、＋１．０ｍＡ／ｃｍ２〜＋５．０ｍＡ／ｃｍ２、＋５．０ｍＡ／ｃｍ２〜＋１０ｍＡ／ｃｍ２、＋１０ｍＡ／ｃｍ２〜＋２０ｍＡ／ｃｍ２、＋２０ｍＡ／ｃｍ２〜＋３０ｍＡ／ｃｍ２、＋３０ｍＡ／ｃｍ２〜＋４０ｍＡ／ｃｍ２、＋４０ｍＡ／ｃｍ２〜＋５０ｍＡ／ｃｍ２、＋５０ｍＡ／ｃｍ２〜＋６０ｍＡ／ｃｍ２、＋６０ｍＡ／ｃｍ２〜＋７０ｍＡ／ｃｍ２、＋７０ｍＡ／ｃｍ２〜＋８０ｍＡ／ｃｍ２、＋８０ｍＡ／ｃｍ２〜＋９０ｍＡ／ｃｍ２、＋９０ｍＡ／ｃｍ２〜＋１００ｍＡ／ｃｍ２、＋１０ｍＡ／ｃｍ２〜＋２００ｍＡ／ｃｍ２、＋２０ｍＡ／ｃｍ２〜＋３００ｍＡ／ｃｍ２、＋３００ｍＡ／ｃｍ２〜＋４００ｍＡ／ｃｍ２、＋４０ｍＡ／ｃｍ２〜＋５００ｍＡ／ｃｍ２、＋５００ｍＡ／ｃｍ２〜＋６００ｍＡ／ｃｍ２、＋６００ｍＡ／ｃｍ２〜＋７００ｍＡ／ｃｍ２、＋７００ｍＡ／ｃｍ２〜＋８００ｍＡ／ｃｍ２、＋８００ｍＡ／ｃｍ２〜＋９００ｍＡ／ｃｍ２、＋９００ｍＡ／ｃｍ２〜＋１０００ｍＡ／ｃｍ２の範囲である。いくつかの例において、電流密度は、約１ｍＡ／ｃｍ２〜３０ｍＡ／ｃｍ２、５ｍＡ／ｃｍ２〜２５ｍＡ／ｃｍ２、又は１０ｍＡ／ｃｍ２〜２０ｍＡ／ｃｍ２である。そのような電流密度は、例えば約＋０．５Ｖ〜＋５Ｖ又は約＋１Ｖ〜＋５Ｖの電位など、本明細書に記載される電位によって実現され得る。
【０１８０】
［00212］  電位（又は電圧）は、例えば電圧計を用いて測定され得る。電圧計は、基板と並列であってよい。例えば電圧計は、基板の両側面間の電位、又は溶液内の作動電極と対電極との間の電位を測定してよい。電流密度は、電流計を用いて測定され得る。電流計は、電源及び基板と直列であってよい。例えば電流計は、基板の背面と結合され得る。
【０１８１】
［00213］  本開示の熱電素子は、ナノ構造（例えばホール又はワイヤ）のアレイを提供するように選択されたエッチング時間で形成され得る。エッチング時間は、１秒〜２日、１分〜１日、１分〜１２時間、１０分〜６時間、又は３０分〜３時間の範囲であってよい。いくつかの例において、エッチング時間は、３０分〜６時間、又は１時間〜６時間である。場合によっては、エッチング時間は、少なくとも約１秒、１０秒、３０秒、１分、２分、３分、４分、５分、１０分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、１２時間、１日、又はそれ以上であってよい。そのようなエッチング時間は、本開示の印加電圧及び／又は電流と組み合わせて用いられ得る。
【０１８２】
［00214］  場合によっては、半導体基板に印加されたバイアスは、半導体基板におけるナノ構造の密度及び位置を含む、半導体基板のエッチング速度、エッチング深さ、エッチング形態、孔密度、孔構造、内部表面積、及び表面粗さを調整するためにエッチング中に変更され得る。別の場合、エッチ溶液／電解液組成及び／又は添加物がエッチング中に変更され得る。さらに他の場合、圧力／温度又は照明又はかきまぜ／撹拌が変更され得る。あるいは、所望のエッチング特性を得るために、これらの変数の複数が同時に変更され得る。
【０１８３】
［00215］  基板がエッチングされている期間中、電位は一定、様々、又はパルスであってよい。一例において、電位はエッチング期間中、一定である。別の例において、電位はエッチング期間中、パルスオン及びオフされ、あるいは正から負へパルスされる。別の例において、電位はエッチング期間中、例えば第１の値から、第１の値よりも小さい又は大きくてよい第２の値へ徐々に変化するように、変化する。電位はその後、第２の値から第１の値へ変化してよく、以下同様である。さらに別の例において、バイアス／電流は、正弦／三角／任意波形に従って変動してよい。場合によっては、バイアス／電流は、少なくとも約１Ｈｚ、１０Ｈｚ、１０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、１００００Ｈｚ、５００００Ｈｚ、又は１０００００Ｈｚの周波数でパルスされ得る。
【０１８４】
［00216］  バイアス及び／又は電流はＤＣ又はＡＣ、あるいはＤＣ及びＡＣの組み合わせであってよい。ＤＣオフセットを有するＡＣバイアス及び／又は電流を用いることにより、ＤＣバイアス／電流を用いるエッチング速度への制御、及びＡＣバイアス／電流を用いるイオンへの制御がもたらされ得る。ＡＣバイアス／電流は、交互にエッチング速度を向上及び遅延させ、多孔性／表面粗さを増加／減少させ、又は周期的又は非周期的に形態及び構造を変化させ得る。ＡＣバイアス／電流の振幅及び周波数は、エッチング速度、エッチング深さ、エッチング形態、孔密度、孔構造、内部表面積、及び表面粗さを調整するために用いられ得る。
【０１８５】
［00217］  いくつかの状況において、エッチング中の半導体基板に電位を印加することは、所与のエッチング速度をもたらし得る。いくつかの例において、基板は、２５℃で少なくとも約０．１ナノメートル（ｎｍ）／秒（ｓ）、０．５ｎｍ／ｓ、１ｎｍ／ｓ、２ｎｍ／ｓ、３ｎｍ／ｓ、４ｎｍ／ｓ、５ｎｍ／ｓ、６ｎｍ／ｓ、７ｎｍ／ｓ、８ｎｍ／ｓ、９ｎｍ／ｓ、１０ｎｍ／ｓ、２０ｎｍ／ｓ、３０ｎｍ／ｓ、４０ｎｍ／ｓ、５０ｎｍ／ｓ、６０ｎｍ／ｓ、７０ｎｍ／ｓ、８０ｎｍ／ｓ、９０ｎｍ／ｓ、１００ｎｍ／ｓ、２００ｎｍ／ｓ、３００ｎｍ／ｓ、４００ｎｍ／ｓ、５００ｎｍ／ｓ、６００ｎｍ／ｓ、７００ｎｍ／ｓ、８００ｎｍ／ｓ、９００ｎｍ／ｓ、１０００ｎｍ／ｓ、又は１０，０００ｎｍ／ｓの速度でエッチングされ得る。他の場合、エッチング速度は、圧力／温度、溶液／電解液組成及び／又は添加物、照明、かきまぜ／撹拌の変化によって増減してよい。
【０１８６】
［00218］  印加電位又は電流密度を用いるエッチング中の半導体基板の多孔性は、様々なアプリケーションに適した熱電素子を提供し得る多孔性（質量損失）を有する基板をもたらし得る。いくつかの例において、多孔性は少なくとも約０．０１％、０．１％、１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、又はそれ以上である。多孔性は、約０．０１％〜９９．９９％、０．１％〜６０％、又は１％〜５０％であってよい。
【０１８７】
［00219］  基板は、様々なアプリケーションに適した熱電素子を産出するために選択された厚さを有してよい。厚さは、少なくとも約１００ナノメートル（ｎｍ）、５００ｎｍ、１マイクロメートル（ミクロン）、５ミクロン、１０ミクロン、１００ミクロン、５００ミクロン、１ミリメートル（ｍｍ）、又は１０ｍｍであってよい。いくつかの例において、厚さは約５００ｎｍ〜１ｍｍ、１ミクロン〜０．５ｍｍ、又は１０ミクロン〜０．５ｍｍである。
【０１８８】
［00220］  エッチングは、基板の全体厚さにわたって完成するように実行されてよく、あるいは任意の深さで中断されてもよい。完全なエッチングは、基礎をなすエッチングされていない基板を有さない自己支持ナノ構造材料をもたらす。不完全なエッチングは、基礎をなすエッチングされていない基板の上のナノ構造材料の層をもたらす。ナノ構造層は、少なくとも約１０ナノメートル（ｎｍ）、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ミリメートル（ｍｍ）、３ミリメートル（ｍｍ）、４ミリメートル（ｍｍ）、５ミリメートル（ｍｍ）、６ミリメートル（ｍｍ）、７ミリメートル（ｍｍ）、８ミリメートル（ｍｍ）、９ミリメートル（ｍｍ）、１０ミリメートル（ｍｍ）、又はそれ以上の厚さを有してよい。
【０１８９】
［00221］  ナノ構造層は、基板上に残されてよく、あるいは数々の方法で基板から分離されてもよい。層は、基板から機械的に分離（例えばダイヤモンドソーの使用、スクライブ及び劈開、レーザ切断、剥離）され得る。あるいは層は、層の基部におけるエッチング前部に電解研磨状態をもたらすことによって基板から分離され得る。これらの状態は、圧力の変化、温度の変化、溶液組成の変化、電解液組成の変化、添加物の使用、照明、かきまぜ、及び／又は撹拌によって、又は十分な持続期間（例えば約１日より多く）待機することによって実現され得る。場合によっては、層が基板に弱く付着した状態であるように、部分的又は不完全な分離が所望され得る。これは、通常のエッチング状態と電解研磨とをばらつかせることによって実現され得る。完全な分離はその後、後続するステップにおいて実現され得る。
【０１９０】
［00222］  エッチング後、材料は、機能活性面又は非活性面をもたらすように化学修飾され得る。例えば材料は、化学非活性面、電子非活性面、又は生理非活性面、又は熱安定面、又はこれらの組み合わせをもたらすように修飾され得る。これは、様々な方法、例えば熱酸化、熱シラン化、熱炭化、ヒドロシリル化、グリニャール試薬、エレクトログラフティングを用いて実現され得る。場合によっては、所望又は所定の特性の組み合わせを有する表面を得るために、上記方法の１又は複数が用いられ得る。
【０１９１】
［00223］  修飾後、材料内の空所は、充填材料によって完全又は部分的に満たされてもよい。例えば充填材料は、導電性、又は断熱性、機械的増強性、又はこれらの組み合わせであってよい。適切な充填材料は、断熱材、半導体、半金属、金属、ポリマ、ガス、又は真空のグループの１又は複数を含んでよい。充填は、様々な方法、例えば原子層堆積、化学蒸着、化学漕又は重合漕による堆積、電気化学堆積、ドロップキャスティング又は回転塗布又は浸漬とその後の溶媒和充填材料の蒸発を用いて実現され得る。場合によっては、所望の特性の組み合わせを有する充填材料を得るために、上記方法の１又は複数が用いられ得る。
【０１９２】
［00224］  充填後、材料はキャッピング材料によって密封されてもよい。例えばキャッピング材料は、ガス、又は液体、又はその両方に対し不透過性であってよい。適切な充填材料は、絶縁材、半導体、半金属、金属、又はポリマのグループの１又は複数を含んでよい。キャッピングは、様々な方法、例えば原子層堆積、化学蒸着、化学漕又は重合漕による堆積、電気化学堆積、ドロップキャスティング又は回転塗布又は浸漬とその後の溶媒和充填材料の蒸発を用いて実現され得る。場合によっては、所望又は所定の特定の組み合わせを有するキャッピング材料を得るために、上記方法の１又は複数が用いられ得る。
【０１９３】
［00225］  エッチング後、材料は、適切な洗浄液（例えば水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、ヘキサンなど）によって洗浄され、乾燥（例えば送風乾燥、蒸発乾燥、オーブン／炉乾燥、真空乾燥、臨界点乾燥、又は空気乾燥）され得る。洗浄液は、乾燥モードに依存して選択され得る。
【０１９４】
［00226］  アノードエッチング後、半導体の熱及び電気特性は、熱及び時間の適用を通して半導体ナノ構造（孔又はホール形態、密度、構造、内部表面積、及び表面粗さ）を粗粒化又はアニーリングすることによってさらに制御又は調整され得る。約５０℃〜１５００℃、又は１００℃〜１３００℃の温度が約１秒〜１週間の期間、半導体の熱及び電気特性を制御するために利用され得る。場合によっては、期間は少なくとも約１秒、１０秒、３０秒、１分、２分、３分、４分、５分、１０分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、１２時間、１日、又はそれ以上である。アニーリングは、真空（例えば約１ｘ１０−１０トル〜７６０トル未満の圧力）で、又は適切なガス（例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、水素、窒素、フォーミングガス、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水蒸気、空気、メタン、エタン、プロパン、六フッ化硫黄、及びこれらの混合物）がある状態で実行され得る。ガスは、不活性ガスであってよい。アニーリングは、部分的又は完全にエッチングされた基板、エッチングされていない基板上の完全分離エッチング層、エッチングされていない基板上の部分分離エッチング層、又はエッチングされていない基板上の未分離エッチング層において実行され得る。場合によっては、エッチングされていない基板上の層がアニールされると、半導体粗粒化は、エッチングされていない基板から層を分離するような形式で進行し得る。これは、層分離を実現するために好都合であり得る。
【０１９５】
［00227］  電気的コンタクトは、標準的な堆積技術（例えばシルクスクリーニング、インクジェット堆積、塗装、スプレー塗装、ディップ塗装、はんだ付け、金属スパッタリング、金属蒸発）を用いてナノ構造材料に、又はナノ構造材料に隣接して配置され得る。電気的コンタクトは、適切な接着層（例えばチタン、クロム、ニッケル、又はこれらの組み合わせ）を有する／有さない金属コンタクト（例えば金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ガリウム、鉛含有はんだ、無鉛はんだ、又はこれらの組み合わせ）であってよい。あるいは電気的コンタクトは、シリサイドコンタクト（例えばチタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド、パラジウムシリサイド、プラチナシリサイド、タングステンシリサイド、モリブデンシリサイドなど）であってよい。バリア層（例えば白金、パラジウム、タングステン、窒化物、窒化チタン、窒化モリブデンなど）は、シリコンとコンタクトとの間、又はコンタクト層間、又は全ての層間に相互拡散を防止するために挿入され得る。他の例において、電気的コンタクトは、金属及びシリサイドコンタクトの両方の組み合わせであってよい。シリサイドコンタクトは、金属コンタクトと基板との間の接触抵抗を低減するために提供され得る。シリサイドの例は、タングステンシリサイド、二珪化チタン、及びニッケルシリサイドを含む。後続するアニーリングステップは、コンタクトを形成し、その特性を改善するために用いられ得る。例えばアニーリングは、接触抵抗を低減し、オーミック接触をもたらし得る。
【０１９６】
［00228］  電気的コンタクトが形成された後、材料は、ｐ型及びｎ型熱電素子（又はレッグ）を備える熱電デバイスに組み立てられ得る。熱電デバイスは、互いに電気的に直列かつ熱的に並列に接続されたｐ型及びｎ型レッグを含んでよい。熱電デバイスは、金属相互接続（例えば銅、アルミニウム、金、銀など）によって提供されたレッグ間の電気接続を有する、電気的絶縁性かつ熱伝導性の剛性板（例えば窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化シリコン、窒化シリコンなど）に形成され得る。別の例において、熱電材料は、可撓性絶縁材料（例えばポリイミド、ポリエチレン、ポリカーボネートなど）上に組み立てられ得る。レッグ間の電気接続は、可撓性材料に一体化された金属相互接続を介して提供される。その結果生じる熱電は、シート状、ロール状、又はテープ状であってよい。所望のサイズの熱電材料がシート、ロール、又はテープから切り取られ、デバイスに組み立てられ得る。
【０１９７】
［00229］  本明細書に記載される処理条件（例えば印加電圧及び電流密度）は、例えば２５℃で約０．０１〜３、０．１〜２．５、０．５〜２．０、又は０．５〜１．５のＺＴを有する熱電素子など、向上又は改善した特性を有する本開示の熱電素子及びデバイスを提供する配向及び構成を有するナノ構造（例えばホール）の形成など、様々な予想外の利益をもたらす。そのような処理条件は、基板におけるナノ構造のアレイの形成を提供し得る。ナノ構造のアレイは、無秩序パターンを有してよい。そのような処理条件は、可撓性熱電素子又はデバイスの形成を提供し得る。
【０１９８】
［00230］  図１５は、複数の熱電素子を備える可撓性熱電デバイスを製造するための方法を模式的に示す。例えば本明細書のどこかで説明された非触媒アプローチ（例えばアノードエッチング）を用いて処理されたｐ型又はｎ型シリコン基板は、例えばチタン、ニッケル、クロム、タングステン、アルミニウム、金、白金、パラジウム、又はこれらの任意の組み合わせなどの適切なコンタクト材料で両面を塗装される。基板はその後、少なくとも約２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、７００℃、７５０℃、８００℃、８５０℃、９００℃、９５０℃、又は１０００℃の温度に加熱され、例えばダイアモンドカッタ、ワイヤソー、又はレーザカッタを用いて複数片に切断される。
【０１９９】
［00231］  次に、金属化操作において、切断基板の個片は、約３０センチメートル（ｃｍ）の幅を有する底面及び上面テープに配置される。テープは、例えばポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンなどのポリマ材料で形成され得る。
【０２００】
［00232］  次に、個片は、所与のテープにわたって個片に直列接続を形成するためにはんだ塗装される。テープはその後、１又は複数のローラ（図内では２つのローラ）を通して結合される。テープ間の個片の密封を促すためにテーブルの周囲に熱伝導性接着剤が提供され得る。
【０２０１】
［00233］  本明細書に記載された方法に従って形成される熱電素子、デバイス、及びシステムは、様々な物理特性を有してよい。本開示の熱電デバイスの性能は、熱電素子のホール及び／又はワイヤの特性及び特徴に関連してよい。場合によっては、最適デバイス性能は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定されるように個々のホール又はワイヤが約０．１ｎｍ〜５０ｎｍ、又は１ｎｍ〜２０ｎｍ、又は１ｎｍ〜１０ｎｍの表面粗さを有するホール又はワイヤを有する素子の場合に実現され得る。場合によっては、熱電素子は、ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定されるように約０．０００００１％、０．００００１％、０．０００１％、０．００１％、０．０１％、０．１％、１％、５％、１０％、１５％、２０％、又は２５％以下の残存金属含有率を有してよい。
【０２０２】
［00234］  本開示の熱電素子は、最適化された熱電デバイス性能に適した表面粗さを有してよい。場合によっては、ホール又はワイヤの二乗平均粗さは約０．１ｎｍ〜５０ｎｍ、又は１ｎｍ〜２０ｎｍ、又は１ｎｍ〜１０ｎｍである。粗さは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、又は例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）又は走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）など他の表面分析技術によって決定され得る。表面粗さは、表面波形によって特徴付けられ得る。
【０２０３】
［00235］  本開示の熱電素子、デバイス、及びシステムは、様々な環境での使用又は様々な用途に利用され得る。環境は、限定ではなく、ヘルスケア、消費者、及び産業環境を含んでよい。そのような用途は、限定ではなく、可撓性熱シンクを有する可撓性熱電テープ、体熱によって動かされる装着型熱電デバイス、電力を生成するための排熱回収ユニット（例えば車両又は化学プラント内の排熱回収ユニット）を含んでよい。
【０２０４】
［00236］  熱シンクは、熱の収集又は放散を助け得る。熱シンクは、熱伝達面積の増加をもたらすようなサイズ及び配列であってよい。
コンピュータ制御システム
【０２０５】
［00237］  本開示は、本開示の様々なデバイス、方法、及びシステムを実現するようにプログラム又は構成されたコンピュータ制御システムを提供する。図１６は、本開示の熱電デバイスの形成を容易にするようにプログラム又は構成された（本明細書において「システム」とも称される）コンピュータシステム１６０１を示す。システム１６０１は、本明細書で説明された方法を実行するようにプログラム又は構成され得る。システム１６０１は、シングルコア又はマルチコアプロセッサ、又は並列処理のための複数のプロセッサであってよい（ＣＰＵ、本明細書において「プロセッサ」及び「コンピュータプロセッサ」とも称される）中央処理ユニット１６０５を含む。システム１６０１は、メモリ１６１０（例えばランダムアクセスメモリ、読取専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子ストレージユニット１６１５（例えばハードディスク）、１又は複数のシステムと通信するための通信インタフェース１６２０（例えばネットワークアダプタ）、例えばキャッシュ、他のメモリ、データストレージ、及び／又は電子ディスプレイアダプタなどの周辺デバイス１６２５も含む。メモリ１６１０、ストレージユニット１６１５、インタフェース１６２０、及び周辺デバイス１６２５は、例えばマザーボードなどの通信バス（実線）を介してＣＰＵ１６０５と通信する。ストレージユニット１６１５は、データを格納するためのデータストレージユニット（又はデータリポジトリ）であってよい。システム１６０１は、通信インタフェース１６２０を用いてコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）１６３０と動作可能に結合される。ネットワーク１６３０は、インターネット、インターネット及び／又はエクストラネット、インターネットと通信するイントラネット及び／又はエクストラネットであってよい。ネットワーク１６３０は場合によっては、テレコミュニケーション及び／又はデータネットワークである。ネットワーク１６３０は、例えばクラウドコンピューティングなどの分散型コンピューティングを可能にし得る１又は複数のコンピュータサーバを含んでよい。ネットワーク１６３０は場合によっては、システム１６０１を用いて、システム１６０１に結合されたデバイスがクライアント又はサーバとして挙動することを可能にし得るピアツーピアネットワークを実現してよい。
【０２０６】
［00238］  システム１６０１は、本開示の熱電素子及びデバイスを形成するための処理システム１６３５と通信してよい。処理システム１６３５は、例えば熱電素子の形成及び熱電素子からの熱電デバイス（例えば熱電テープ）の形成など、本明細書に記載された熱電デバイスを形成するための様々な動作を実行するように構成され得る。処理システム１６３５は、ネットワーク１６３０を介して又は直接（例えば有線、無線）接続によってシステム１６０１と通信してよい。一例において、処理システム１６３５は電気化学エッチングシステムである。他の例において、処理システム１６３５は乾燥箱である。
【０２０７】
［00239］  処理システム１６３５は、基板１６４０から熱電素子を形成するための反応空間を含んでよい。反応空間は電解質で満たされ、エッチング（例えばカソード又はアノードエッチング）のための電極を含んでよい。
【０２０８】
［00240］  本明細書で説明される方法は、例えばメモリ１６１０又は電子ストレージユニット１６１５などシステム１６０１の電子記憶位置に格納された機械（又はコンピュータプロセッサ）実行可能コード（又はソフトウェア）によって実行され得る。使用中、コードは、プロセッサ１６０５によって実行され得る。いくつかの例において、コードは、ストレージユニット１６１５から取り出され、プロセッサ１６０５による容易なアクセスのためにメモリ１６１０に格納され得る。いくつかの状況において、電子ストレージユニット１６１５は排除されてよく、機械実行可能命令はメモリ１６１０に格納される。
【０２０９】
［00241］  コードはプリコンパイルされ、コードを実行するように適合されたプロセッサを有する機械による使用のために構成されてよく、あるいはランタイム中にコンパイルされ得る。コードは、プリコンパイル又はアズコンパイル形式でコードが実行することを可能にするように選択され得るプログラミング言語で供給され得る。
【０２１０】
［00242］  本明細書に記載された、例えばシステム１６０１などのシステム及び方法の態様は、プログラミングにおいて具体化され得る。本技術の様々な態様は、一般に機械（又はプロセッサ）実行可能コード、及び／又は機械可読媒体の種類において実行又は具体化される関連データの形式の「製品」又は「製造品」と考えられ得る。機械実行可能コードは、例えばメモリ（例えば読取専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）又はハードディスクなどの電子ストレージユニットに格納され得る。「ストレージ」型媒体は、コンピュータ、プロセッサなどの有形メモリ、又はソフトウェアプログラミングのために任意の時間に非一時的格納を提供し得る、例えば様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなどそれらの関連モジュールのいずれか又は全てを含んでよい。ソフトウェアの一部又は全部は、時折、インターネット又は様々な他のテレコミュニケーションネットワークを介して通信され得る。そのような通信は例えば、１つのコンピュータ又はプロセッサから別のコンピュータ又はプロセッサへ、例えば管理サーバ又はホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームへのソフトウェアのローディングを可能にし得る。従って、ソフトウェア要素を持ち得る他の種類の媒体は、例えば有線及び光固定ネットワーク及び様々なエアリンクを介してローカルデバイス間の物理インタフェースにわたり用いられるような光波、電波、及び電磁波を含む。例えば有線又は無線リンク、光リンクなど、そのような波を搬送する物理要素もまた、ソフトウェアを持つ媒体と考えられ得る。本明細書で用いられる場合、非一時的有形「ストレージ」媒体に限定されない限り、例えばコンピュータ又は機械「可読媒体」などの用語は、実行するための命令をプロセッサに提供することに関与する任意の媒体を指す。
【０２１１】
［00243］  従って、例えばコンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、有形記憶媒体、搬送波媒体、又は物理伝送媒体を含むがこれに限定されない多くの形式であってよい。不揮発性記憶媒体は例えば、例えば図に示すデータベースを実装するために用いられ得るような、例えば任意のコンピュータ（複数も可）におけるストレージデバイスのいずれかなどの光又は磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、例えばそのようなコンピュータプラットフォームの主要メモリなどの動的メモリを含む。有形伝送媒体は、コンピュータシステム内のバスを備えるワイヤを含む、同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含む。搬送波伝送媒体は、電気又は電磁信号、又は例えば無線周波数（ＲＦ）よび赤外（ＩＲ）データ通信中に生じるような音響波又は光波の形式であってよい。従ってコンピュータ可読媒体の共通形式は、例えばフロッピーディスク（登録商標）、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁気媒体、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ又はＤＶＤ‐ＲＯＭ、他の任意の光媒体、パンチカード紙テープ、ホールパターンを有する他の任意の物理記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ及びＥＰＲＯＭ、ＦＲＡＳＨ‐ＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、搬送波輸送データ又は命令、そのような搬送波を輸送するケーブル又はリンク、又はコンピュータがプログラミングコード及び／又はデータを読み取り得る他の任意の媒体を含む。これらの形式のコンピュータ可読媒体の多くは、実行するための１又は複数の命令の１又は複数のシーケンスをプロセッサへ搬送することに関与してよい。
【０２１２】
［00244］  本明細書で説明される方法は、本明細書に記載される方法を実行する機械実行可能コードを備えた記憶位置及び機械実行可能コードを実行するためのプロセッサを有するコンピュータシステムを用いて自動化され得る。
【０２１３】
［00245］  本明細書に記載されたデバイス、システム、及び方法は、例えばその各々が参照によって全体を本明細書に組み込まれる、Ｚｈａｎｇ氏他の米国特許第７，３０９，８３０号、Ｆｕｋｕｔａｎｉ氏他の米国特許公開第２００６／００３２５２６号、Ｂｏｕｋａｉ氏他の米国特許公開第２００９／００２０１４８号、Ｂｏｕｋａｉ氏他の米国特許公開第２０１３／００１９９１８号、米国特許公開第２０１５／０２８００９９号、米国特許公開第２０１６／０１９７２５９号、２０１２年７月１７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０４７０２１号、２０１３年１月１７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２１９００号、２０１３年８月２５日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０５５４６２号、２０１３年１０月２９日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６７３４６号、及び２０１６年１２月１日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１６／６４５０１号において説明されたデバイス、システム、及び／又は方法など他のデバイス、システム、及び方法と組み合わせられ、又はそれらによって変更され得る。
【０２１４】
［00246］  本発明の好適な実施形態が本明細書において示され説明されたが、そのような実施形態は例として提供されたにすぎないことが当業者には明らかである。本発明は、本明細書に記載された特定の例に限定されることは意図されない。本発明は上記明細書を参照して説明されたが、本明細書における実施形態の説明及び例示は、限定的な意味で解釈されることが意図されない。本発明から逸脱することなく数々の変形例、変更例、及び代替例が当業者には想起される。また、本発明の全ての態様は、様々な条件及び変数に依存する本明細書に記載された特定の描写、構成、又は相対的割合に限定されないことを理解すべきである。本明細書で説明された本発明の実施形態への様々な代替例が、本発明を実施する際に利用され得ることを理解すべきである。従って、本発明は、そのような任意の代替例、修正例、変形例、又は均等物も包含することが考えられる。以下のクレームは本発明の範囲を定義すること、及びそれによってこれらのクレームの範囲内の方法及び構造及びそれらの均等物が包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ−５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２７Ｅ】
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【図２７Ｆ】
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【図２７Ｇ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３２Ｅ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３３Ｄ】
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【図３３Ｅ】
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【国際調査報告】
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